PAT (Process Analytical Technology)是(shi)一(yi)種(zhong)通過及(ji)時測量原材料和加(jia)工(gong)過程中的(de)關(guan)鍵質量屬性和性能屬性，來設計、分析和控制制造的(de)技(ji)術，其目標是(shi)產(chan)品質量。在制藥領域，PAT理念(nian)源于1993年AOAC發(fa)起(qi)的(de)一(yi)次論壇，后于2004年由美國FDA正式發(fa)布關(guan)于PAT的(de)制藥工(gong)業指(zhi)導原則，使得(de)越來越多的(de)制藥企業開(kai)始重視QbD（Quality by Design）理念，并開始引入PAT以(yi)實現藥品生產過程的全程監控。
2022年11月(yue)，“ICH Q13 原料藥和制(zhi)劑的連續制(zhi)造“的發(fa)布意味著連(lian)(lian)續(xu)流制(zhi)(zhi)藥的方(fang)法被(bei)正式納入國(guo)際藥品監管(guan)指南之(zhi)中(zhong)，推動制(zhi)(zhi)藥企業采用連(lian)(lian)續(xu)工藝(yi)，提高生產過(guo)程的靈活和可控，提高效率(lv)和質量。在ICH Q13中(zhong)也(ye)明(ming)確提到了連(lian)(lian)續(xu)流制(zhi)(zhi)藥過(guo)程中(zhong)部署PAT技術(shu)的必要性。FDA提出的PAT技術(shu)包括3種類型：近線檢(jian)(jian)測(ce)（at-line）、在線檢(jian)(jian)測(ce)（on-line）、線內檢(jian)(jian)測(ce)（in-line）。PAT研究(jiu)的(de)分析工具(ju)包(bao)括光(guang)譜技(ji)(ji)術(shu)、動態(tai)光(guang)散射技(ji)(ji)術(shu)、核磁共振、氣相(xiang)色譜、液相(xiang)色譜、質譜等(deng)技(ji)(ji)術(shu)。目前在制(zhi)藥研究(jiu)中應(ying)用多的(de)是近紅外光(guang)譜、拉(la)曼光(guang)譜技(ji)(ji)術(shu)。
液相色譜作為(wei)制(zhi)(zhi)藥行業產品關鍵質量(liang)屬(shu)性分(fen)析(xi)的(de)重(zhong)要(yao)技術(shu)，基于液(ye)相色(se)譜(pu)(pu)的(de)分(fen)析(xi)可以同時(shi)檢(jian)測不(bu)同濃度的(de)多個組分(fen)，且在定量(liang)分(fen)析(xi)的(de)靈敏(min)度、線性/動態范圍和分(fen)離度方面均優于光譜(pu)(pu)技術(shu)。如果(guo)能(neng)有效地將液(ye)相色(se)譜(pu)(pu)技術(shu)作為(wei)PAT手段整合進入制(zhi)(zhi)藥工作流(liu)，對于提(ti)升效率和質量(liang)、降成本(ben)具有非常重(zhong)要(yao)的(de)作用(yong)。但是由于液(ye)相色(se)譜(pu)(pu)技術(shu)的(de)特殊性，也提(ti)升了對系統整合的(de)要(yao)求。
圖1. 臺式(shi)PATROL UPLC(用于實驗室)。
圖2.可以(yi)移動(dong)PATROL UPLC (用(yong)于(yu)工藝(yi)開發(fa))。
圖3.生產(chan)用PATROL UPLC (GMP車(che)間)。
（左右(you)滑動查看）
1.
專為過(guo)程分(fen)析設計，可同時提供定性和定量(liang)信(xin)息(xi)；
2.
專屬的過(guo)程分(fen)析進樣器（PSM）可以完成過(guo)程樣品自動采樣和在線(xian)稀釋；
3.
at-line與on-line工作模(mo)式的簡便(bian)切換；
4.
帶標簽的(de)樣品瓶進(jin)樣；
5.
可以接入(ru)用戶工廠操作系統的(de)PATROL軟件；
6.
直觀的觸摸屏界面；
7.
支(zhi)持GMP車(che)間設備認證。
at-line工作模(mo)式 — 樣(yang)(yang)品(pin)取出，經過前處理后，手(shou)動(dong)放入進樣(yang)(yang)器分(fen)析，支持(chi)掃碼功能
圖4. at-line工(gong)作(zuo)流程圖。
圖5. at-line工作模式下的(de)樣品(pin)標簽系統(tong)。
（左右滑動查看）
on-line工(gong)作模式 — 自動取樣，支持在線稀釋(shi)，支持Load ahead模式
圖6. on-line工作流程圖
支持(chi)與(yu)第(di)三(san)方集成(cheng)軟(ruan)件進行(xing)數據交互的API: Empower™ Toolkit API
可(ke)接入工(gong)廠控(kong)制(zhi)系統(tong)DSC或LIMS的OPC UA軟件
由于連續流反應(ying)工藝能夠快速生成大量產(chan)物，基于HPLC的傳統構成檢測(ce)（IPT）/過程中控制（IPC）不適合(he)這種快速生產(chan)工藝。本案例(li)利用(yong)PATROL UPLC過(guo)程(cheng)分析系統對生產160 kg藥物中間體的連(lian)續(xu)流(liu)反應工藝進(jin)行過(guo)程(cheng)監測分析。在(zai)線UPLC分析模式幫助工(gong)藝開發人員在(zai)更短的(de)(de)時(shi)間內獲取有關(guan)(guan)產品和低(di)濃(nong)度雜質的(de)(de)定(ding)量信息，于此同(tong)時(shi)還能改(gai)變工(gong)藝參(can)數，幫助確定(ding)優化連續化學反應(ying)所需的(de)(de)關(guan)(guan)鍵參(can)數。
由于(yu)在(zai)工(gong)藝放大實驗室（LSL）中(zhong)生產一批產品(pin)，觀察(cha)到(dao)反(fan)應(ying)顏色變化，該現象在(zai)少量反(fan)應(ying)時(shi)未發生，導致傳(chuan)統光(guang)譜型PAT工(gong)具不適用。改用PATROL UPLC后(hou)，迅速決定通過改變試劑流速來控制雜質形成量，成功將產品(pin)損失維(wei)持在(zai)低水平。從反(fan)應(ying)器中(zhong)采集淬滅(mie)后(hou)的(de)連續(xu)反(fan)應(ying)樣(yang)品(pin)，使用PSM自(zi)動稀釋，從樣(yang)品(pin)信(xin)息錄入(ru)Empower到(dao)完成積(ji)分并生成報告，PATROL UPLC系統耗時(shi)3 min。
圖7. 連續(xu)流反應工(gong)藝示意圖。
圖8. 比(bi)較PATROL和HPLC方法單個周期的(de)產物生成量
圖9. 比(bi)較色譜分析各個環節的用時。
（左右(you)滑動查看(kan)）
結(jie) 論
使用PATROL系(xi)統，工藝化學家可以做出(chu)決策(ce)，從而(er)有效控(kong)制雜(za)質的生成，將產(chan)品損失從5 kg（HPLC方法的損失量(liang)）降低到1.5 kg；
PATROL可以(yi)定量產物、反應(ying)物和雜質，目(mu)前(qian)傳統PAT工具不具備該能(neng)力；
PATROL可以對大(da)規模反應進行快(kuai)速監測和(he)優化，顯著(zhu)縮短總運行周期；
PATROL是傳統PAT光譜方法的有(you)利補充。
研究(jiu)人員一(yi)直在(zai)持續探(tan)索使用(yong)在(zai)線液相分(fen)(fen)析(xi)技術用(yong)于(yu)(yu)連(lian)續流(liu)生(sheng)物反應(ying)器(qi)的關鍵質(zhi)量屬(shu)性(xing)的監測。PATROL UPLC中(zhong)過(guo)程分(fen)(fen)析(xi)進(jin)樣(yang)器(qi)（PSM）采(cai)(cai)用(yong)與(yu)分(fen)(fen)析(xi)流(liu)路(lu)隔離的過(guo)程樣(yang)品上樣(yang)流(liu)路(lu)，更利于(yu)(yu)與(yu)生(sheng)物反應(ying)器(qi)的連(lian)接(jie)，但是直接(jie)從反應(ying)器(qi)采(cai)(cai)集的過(guo)程樣(yang)品無法直接(jie)進(jin)入PATROL UPLC進(jin)行分(fen)(fen)析(xi)，需要(yao)提前脫除反應(ying)液中(zhong)的細(xi)胞組(zu)分(fen)(fen)，所以(yi)本研究(jiu)中(zhong)采(cai)(cai)用(yong)FISP Probe進(jin)行過(guo)程樣(yang)品預處理后(hou)，再導(dao)入PSM進(jin)行上樣(yang)。作(zuo)為一(yi)種新的分(fen)(fen)析(xi)方(fang)法引(yin)入關鍵質(zhi)量屬(shu)性(xing)測定(ding)，需要(yao)與(yu)傳統(tong)方(fang)法進(jin)行結(jie)(jie)果準確性(xing)比(bi)對(dui)，本研究(jiu)也設(she)計了(le)off-line和at-line實驗，用(yong)于(yu)(yu)驗證on-line方(fang)法測定(ding)結(jie)(jie)果的可靠性(xing)。
圖10. 生物反(fan)應器中(zhong)on-line, at-line和off-line工作流采樣(yang)和分(fen)析(xi)流程(cheng)圖。
圖11.mAb-1滴度采用off-line, on-line & at-line測試結果。
圖12. ATF生(sheng)物反(fan)應器mAb-2滴度(du)on-line&at-line測試結(jie)果。
結 論
通過Batch型反應器的(de)滴度測(ce)(ce)試(shi)結(jie)果(guo)表明，離線、在(zai)線、旁線的(de)測(ce)(ce)試(shi)結(jie)果(guo)基(ji)本一(yi)致；
on-line和(he)at-line用于連續(xu)流生(sheng)物反應器抗(kang)體滴度測試結果高度擬合，認(ren)為測試結果一致(zhi)。
021-66875565
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