应用案例

Picarro PI2114（确保生物制剂产品生产流程中稳定性 ——PI2114实时监测VHP痕量H2O2残留）

发表时间：2024-04-18

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在2008年，第二批治疗性生物制剂产品即将面世。那时，研究人员已经知道在无菌处理设备和隔离器系统曝气后，其中许多产品受到残留的过氧化氢（H2O2）的氧化或降解破坏。

但当时的技术条件还很难评估这些生物产品对低浓度残留过氧化氢的敏感程度，因为没有可靠的测量系统能够快速、精确并准确地测量ppm以下的气相过氧化氢浓度。

美国礼来公司（Eli Lilly and Company）是一家全球性的以研发为基础的医药公司，总部位于美国印地安那州印第安纳波利斯市。Mike Walsh博士最近从那里退休，他曾经是该公司过程分析技术小组的高级研究科学家。

当时，一位无菌处理工程师向Mike提出需要一种能够连续测量低至约10ppb的过氧化氢蒸气浓度的测量设备，并解释说，公司正致力于和另一公司合作将一种新的糖尿病治疗方法推向市场，但发现此药物对氧化敏感，也不清楚在将产品放入隔离器系统之前到底需要控制多低的过氧化氢浓度，才能保证药物稳定。

他们需要一个可靠的测量系统，使他们能够将产品暴露于目标浓度之下，以评估在不显着影响产品的情况下可以残留的过氧化氢浓度。Mike和项目团队着手寻找最佳的测量解决方案，以便在研究和工艺开发活动中确定痕量的过氧化氢，同时也着眼于在制造环境中进行潜在的工艺流程监控。

起初，Mike找到了一个系统，它是公认的过氧化物酶分析方法的自动化版本。该仪器设计用于连续环境监测，其中包括一个可以将气相样品中过氧化氢定量吸收到水溶液中的模块，然后作为液体分析，该方法可以测量到低于1ppb的浓度。

利用这项技术，成功地完成了初始产品环境暴露研究，包括浓度远低于100ppb的环境。虽然这种测量技术在研究中很有用，但它对于生物制剂生产环境来说太过复杂，无法真正应用在生产流程中，因此迫切需要一种替代技术。

可调谐二极管激光测量系统在迈克看来特别有前途，“考虑到可调谐二极管激光器的高灵敏度和最小化水蒸气干扰的能力，我曾认为这是一种可行的方法，并参加了工艺流程分析会议，询问光谱仪制造商是否可以测量过氧化氢。” 迈克说他最终找到了一家愿意对这种分析方法进行仔细评估的公司，之后他们开发了一台原型机，可惜的是，最终仪器无法满足灵敏度要求。在近乎走投无路的时候，他发现了Picarro仪器公司及其过氧化氢分析仪。

根据产品参数指标，Mike向产品团队建议，Picarro G1114（第一代型号，现在已被第三代PI2114取代）看上去是一个合适的选择，用于监测生产环境中的气相过氧化氢残留。

“所以当时我们迅速为生产车间购买了一台G1114。我们做了很多测试，包括检查线性度、检测限、准确度和精密度、响应时间、干扰等，几乎各项结果都表明性能远超我们预期。

仪器的稳定性尤其令人印象深刻：当我们在购买1年和2年后分别对其进行校准时，我们得到的响应因子与仪器中最初保存的响应因子几乎完全相同。所以，是的，我们对这个仪器非常满意。”

尽管过氧化物酶分析自动化系统的灵敏度更高，但是Picarro G2114仪器的连续测量过氧化氢浓度范围的测量下限已经完全满足实际工艺流程要求，这在氧化敏感药物产品的灌装过程中已经得到充分验证，而且该系统更易于操作和维护。

Mike同时认为Picarro的过氧化氢分析仪是进行产品暴露条件研究的理想选择。 “您可以将盛放样品的开放容器，放置在充满目标浓度气相过氧化氢的隔离器系统中，并评估由于吸收过氧化氢而导致降解的程度。

首先，您需要进行连续测量，以便查看在特定浓度条件下，实验是否会出现某些异常。其次，如果浓度变化缓慢，那么您就有足够的数据来计算暴露期间的平均有效浓度。” Mike进一步指出，连续测量还使研究人员能够评估湿度和温度等因素如何影响残留的过氧化氢浓度。

转眼间，已经过去10多年了。Dr. Mike前几年已经退休，他喜欢在一家定制家具公司教木工，这家公司旨在为那些无家可归者、有监狱记录或有吸毒史的人提供工作。

无论是用于产品暴露研究、工艺开发还是工艺控制和优化，Picarro过氧化氢分析仪仍然是连续、实时监测痕量过氧化氢浓度的最佳选择。最新版本的PI2114的测量下限为3.3ppb，并且有内置的符合法规与审计追踪功能软件，可以很容易地将其集成到cGMP环境中。

Michael Walsh博士

Michael Walsh博士是一名退休的过程分析化学家。他曾在美国礼来公司工作，负责研究和实施控制制药生产过程的新技术。在2004年加入礼来公司之前，他曾在陶氏化学公司担任过程分析系统专家，也曾在美国海军担任核动力工程师。Walsh博士在过程分析技术领域工作了超过25年，领导了新过程分析技术的开发项目。

本文作者：Picarro的高级产品经理

Tom Doherty

自称“技术狂人”的Tom在化学测量方面有超过35年的经验，主要是在色谱和质谱方面。他负责Picarro的同位素分析仪和相关的外围设备。汤姆拥有密歇根州立大学的化学博士学位。

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