Prosessin sisäinen taitekerroinmittaus lääkkeiden valmistuksessa
Jatkuva ja reaaliaikainen nestepitoisuuden mittaus GMP:n mukaiseen datan eheyteen
Viiveellisestä laboratoriotuloksesta aktiiviseksi prosessimuuttujaksi
Nykyaikainen lääkevalmistus on yhä enemmän dataohjattua.
Lämpötila, paine, virtaus ja pH – lähes kaikkia pääparametreja mitataan jatkuvasti.
Pitoisuus tarkistetaan silti usein laboratoriossa tehtävällä analyysillä.
Taitekerroin on puuttuva lenkki. Se on perustavanlaatuinen optinen ominaisuus, joka muuttuu suoraan pitoisuuden mukaan, ja sitä voidaan mitata prosessissa jatkuvasti – ilman näytteenottoa, reagensseja tai monimutkaisia analyyttisiä malleja.
Teollisessa prosessinohjauksessa todistetusti toimiva ja nyt lääketeollisuudessa validoitu prosessin sisäinen refraktometria muuttaa pitoisuuden reaaliaikaiseksi ohjausmuuttujaksi jokaisessa vaiheessa – kehityksestä ja skaalauksesta rutiininomaiseen GMP-tuotantoon.
Kehitys Skaalaus Valmistus Jatkuva valmistus
Yksi mittaus → jokaiseen lääkevalmistuksen vaiheeseen.
Jatkuvien pitoisuusmittausten tuottamat mahdollisuudet
Kun pitoisuutta mitataan jatkuvasti suoraan prosessista, pitoisuudesta tulee viiveellä saatavan laboratoriotuloksen sijaan aktiivisesti hyödynnettävä prosessimuuttuja. Jatkuvat pitoisuusmittaukset mahdollistavat seuraavat asiat:
Nopeuta prosessikehitystä ja skaalausta
Tee nopeampia ja varmempia prosessipäätöksiä
Paranna erien välistä yhdenmukaisuutta
Tuota luotettavia tietoja PAT:tä, digitaalista valmistusta ja tekoälyä varten
Ota käyttöön automaatio ja edistynyt prosessinohjaus
Paranna prosessien ymmärrystä ja reaaliaikaista näkyvyyttä
Miksi taitekerroin?
Taitekerroin on jokaisen nesteen perustavanlaatuinen optinen ominaisuus, joka muuttuu mitatun väliaineen pitoisuuden muuttuessa.
Vaisala inline-prosessirefraktometrit mittaavat taitekerrointa jatkuvasti ja tarjoavat reaaliaikaisia pitoisuustietoja ilman näytteenottoa, reagensseja tai monimutkaisia analyyttisiä malleja.
Missä prosessin sisäinen pitoisuusmittaus tuottaa eniten arvoa
Biolääkkeet
Monoklonaalisista vasta-aineista ja muista rekombinanttiproteiineista mRNA-hoitoihin ja plasmaperäisiin proteiineihin – prosessin sisäinen taitekerroinmittaus tarjoaa reaaliaikaisia pitoisuustietoja niin prosessin alku- kuin loppupään vaiheista. Proteiinit soveltuvat erityisen hyvin taitekerroinmittaukseen, sillä niiden taitekertoimen askellisäys (dn/dc) on hyvin tunnettu, mikä mahdollistaa tarkan ja luotettavan pitoisuuden mittaamisen.
Kemialliset lääkeaineet
Monimutkainen kemia ei aina vaadi monimutkaista analytiikkaa. Jatkuva pitoisuuden mittaus yksinkertaistaa prosessinohjausta sekä parantaa samalla tehokkuutta ja toistettavuutta. Lääkeaineiden kemiallisessa synteesissä – pienistä molekyyleistä peptideihin, oligonukleotideihin ja muihin monimutkaisiin synteettisiin API-yhdisteisiin – prosessin sisäinen taitekerroinmittaus tarjoaa reaaliaikaisen näkyvyyden pitoisuuden ja koostumuksen muutoksiin auttaen näin tunnistamaan prosessin siirtymät ja loppupisteet synteesissä, kiteytymisessä, liuottimen vaihdossa ja suodoskakun pesussa – ilman näytteenottoa tai lisäreagensseja.
Lääketuotteiden valmistus
Lääketuotteen formuloinnin ja sekoittamisen aikana prosessin sisäinen taitekerroinmittaus tarjoaa reaaliaikaisen pitoisuuden valvonnan liukenemis-, laimennus- ja lisäysvaiheissa. Se poistaa näytteenoton pullonkaulat, lyhentää käsittelyaikaa ja tarjoaa jatkuvat digitaaliset tiedot prosessin yhdenmukaisuuden, jäljitettävyyden ja reaaliaikaisen vapautustestauksen (RTRT) strategioiden tueksi.
Sovellukset
Väliaineen ja puskurin valmistelu
Prosessin sisäinen taitekerroinmittaus valvoo jatkuvasti väliaineiden ja puskurien pitoisuutta sekä homogenointia. Se auttaa varmistamaan valmistuksen ja sekoituksen loppupisteet ja vähentää offline-mittausten tarvetta, myös ei-ionisille komponenteille, joiden pitoisuudesta pH tai johtavuus antavat vain rajallista tietoa.
Käyminen
Käyminen on luonteeltaan dynaamista. Prosessin sisäinen taitekerroinmittaus valvoo jatkuvasti nestefaasin muutoksia tarjoten reaaliaikaista tietoa prosessin etenemisestä, loppupisteen tunnistamisesta ja ravinnesyötteen hallinnasta – auttaen optimoimaan prosessiaikaa ja vähentämään offline-näytteenottoa.
Kromatografia
Prosessin sisäinen taitekerroinmittaus valvoo jatkuvasti syötteen pitoisuutta, joten voit hallita pakkausmassaa tarkasti, varmistaa kolonnin tasaisen pakkauksen, optimoida hartsin käytön ja tehostaa puhdistusta.
UF/DF/SPTFF
Prosessin sisäinen taitekerroinmittaus mittaa jatkuvasti proteiinipitoisuutta UF/DF:n ja SPTFF:n aikana, myös korkeilla pitoisuuksilla sekä ilman laimennusta, lyhyitä optisia polkuja tai monimutkaisia kemometrisiä malleja. Reaaliaikaiset pitoisuustiedot mahdollistavat loppupisteen hallinnan ja varmistavat tavoitepitoisuuden saavuttamisen luotettavasti vähentäen vaihtelua, manuaalista näytteenottoa ja uudelleenkäsittelytarpeen riskiä.*
Kiinteän faasin peptidi- ja oligonukleotidisynteesi
Prosessin sisäinen taitekerroinmittaus valvoo jatkuvasti nestefaasin muutoksia SPPS:n ja SPOS:n aikana tarjoten reaaliaikaisen näkymän deprotektio-, liitos- ja pesusykleihin ilman näytteenottoa, lisäreagensseja tai monimutkaisia kemometrisiä malleja. Se mahdollistaa luotettavan prosessisiirtymien ja pesun loppupisteen tunnistamisen optimoiden näin sykliajat ja liuottimen käytön sekä parantaen prosessin yhdenmukaisuutta.**
API-synteesi
Monimutkainen kemia ei aina vaadi monimutkaista analytiikkaa. Jatkuva pitoisuuden mittaus yksinkertaistaa synteesin vaiheiden prosessinohjausta parantaen näin tehokkuutta ja toistettavuutta.
Kiteytyminen
Kiteiden koko, saanto, puhtaus ja polymorfinen muoto määräytyvät kaikki ylikylläisyyden perusteella. Jatkuva taitekertoimen valvonta pitää liuoksen pitoisuuden kehityksen optimaalisena ja varmistaa näin johdonmukaisen kiteiden kasvun sekä parantaa jatkokäsittelyn erotustehokkuutta. Lue lisää blogista.
Liuottimen vaihto
Liuottimen vaihdon aikana prosessin sisäinen taitekerroinmittaus valvoo nesteen koostumusta reaaliajassa ja mahdollistaa näin loppupisteen tunnistamisen ja kontrolloidun liuottimen lisäyksen, jotta aktiiviset lääkeaineet pysyvät liuoksessa. Tämä optimoi liuottimen käytön ja prosessiajan sekä tukee prosessin skaalausta ja teknologiasiirtymää. Lue lisää blogista.
Suodoskakun pesu
Prosessin sisäinen taitekerroinmittaus valvoo jatkuvasti suodoskakusta poistuvan nesteen muutoksia ja tarjoaa näin reaaliaikaisen näkyvyyden emäliuoksen korvautumiseen ja pesun etenemiseen. Vakaa taitekerroinsignaali osoittaa pesun loppupisteen, mikä auttaa minimoimaan liuottimen käytön ja prosessiajan sekä vähentämään aktiivisten lääkeaineiden liukenemisen ja tuotteen menetyksen riskiä. Lue lisää blogista blogista.
Sekoitus
Prosessin sisäinen taitekerroinmittaus valvoo jatkuvasti pitoisuutta ja homogenisaatiota prosessisäiliöissä. Vakaa taitekerroinsignaali on osoitus yhdenmukaisesti sekoituksesta. Tämän perusteella sekoituksen loppupisteen voi havaita reaaliaikaisesti tietyn kiinteän ajan sijaan – näin voidaan optimoida sekoitusaika, havaita poikkeamat ja vähentää offline-näytteenottoa.
Säiliön ja sekoituksen valvonta
Mittapäämuotoiset inline-refraktometrit mittaavat pitoisuutta suoraan kaupallisen mittakaavan säiliöissä sekoituksen, kolonnialtaan keräyksen, pH:n ja johtavuuden säädön sekä TFF-huuhtelun aikana. Vakaa lukema vahvistaa täydellisen homogeenisuuden, joten sekoitus voidaan lopettaa osoitetun yhdenmukaisuuden perusteella tietyn kiinteän ajan sijaan. Samalla mittaus suojaa alisekoittamiselta korkean laimennuksen vaiheissa.
*Lam, McCann, Loman, Smelko & Brinkmann (Biogen), ”Taitekerroin prosessianalyysiteknologiana reaaliaikaisen proteiinipitoisuuden mittaamiseen ja kaupallisen mittakaavan tangentiaalisen virtaussuodatuksen seurantaan ja hallintaan”, Journal of Advanced Manufacturing and Processing. DOI: 10.1002/amp2.10151. Tutkimuksessa käytetty mittalaite: K-Patents PR-23 (Vaisala).
**Lopez (Novartis), ”Taitekerroin mahdollistaa vihreämmän peptidi- ja oligonukleotidisynteesin”, Oxford Global, Sustainable Chemistry 2023; konseptin oikeaksi todistaminen yhteistyössä KwaZulu-Natalin yliopiston B. G. de la Torren ja F. Albericion kanssa.
Miksi Vaisala?
Lääkevalmistajat ympäri maailman luottavat siihen.
- Maailman 50 suurinta lääke-, bioteknologia- ja lääkinnällisten laitteiden yritystä luottavat teknologiaamme, ja jokainen lukema perustuu yli 90 vuoden mittauskokemukseen.
- Vuosikymmenten asiantuntemus inline-prosessirefraktometriasta – teollisuudenalan pioneereista lääkeaineiden valmistukseen.
- Todistettu kaupallisessa mittakaavassa ja validoitu vertaisarvioiduissa tutkimuksissa, kattavin validointi- ja vaatimustenmukaisuusdokumentaatio GMP-ympäristöihin.
- Maailmanlaajuinen kalibrointi-, palvelu- ja tukiverkosto sekä terveysteknologian asiantuntijat menetelmien kehittämistä, skaalausta ja teknologiasiirtymää varten.
Sama mittauskumppani kehityksestä tuotantoon – reaaliaikaiset pitoisuustiedot, joiden perusteella voit toimia reaaliaikaisesti, joita voit puolustaa auditoinnissa ja joihin voit luottaa kaupallisessa mittakaavassa.
Tulos: reaaliaikaiset pitoisuustiedot, joiden perusteella voit toimia reaaliaikaisesti, joita voit puolustaa auditoinnissa ja joihin voit luottaa kaupallisessa mittakaavassa.
Asiakaskertomuksia
”Prosessin sisäinen taitekerroinmittaus täydentää perinteisiä proteiinipitoisuuden mittausmenetelmiä mahdollistaen reaaliaikaisen seurannan ilman näytteen laimentamista ja tukien prosessin suorituskykyä kehitysvaiheesta aina valmistukseen asti.”
– prosessikehitystutkija, kansainvälinen biolääkealan yritys
”Käyttämällä prosessin sisäistä taitekerroinarvoa väliaineen valmisteluvaiheessa voimme nähdä, milloin erä on homogeeninen, voimme optimoida sekoitusajan ja varmistaa lopullisen pitoisuuden – minimoiden pH- ja offline-osmolaliteettimittausten tarpeen.”
– tuotantoinsinööri, kansainvälinen biolääkealan yritys
”Käyttämällä prosessin sisäistä taitekerroinmittausta UF-yksiköissämme voimme seurata pitoisuutta koko loppuprosessin ajan, vertailla suorituskykyä eri vaiheiden välillä ja tunnistaa nopeasti mahdollisuudet prosessitehokkuuden parantamiseen.”
– prosessi-insinööri, kansainvälinen bioteknologiayritys.
Tutustu mittalaitteeseen
Vaisala Polaris inline-prosessirefraktometrit tuovat edellä kuvatun jatkuvan pitoisuusmittauksen lääkeprosesseihin. Luotettava optinen teknologia ilman liikkuvia osia tai kulutustarvikkeita varmistaa huoltovapaan käytön, ja helppo järjestelmäintegraatio tekee mittalaitteesta valmiin GMP-prosessien ohjaukseen.
Resurssit
Proteiinipitoisuus ja suodatus
Lataa sovelluskuvaus ja katso, miten prosessinsisäinen taitekerroinmittaus parantaa proteiinipitoisuuden ja puskurinvaihdon hallintaa ilman manuaalisen näytteenoton aiheuttamia keskeytyksiä.
