原辅料中无损测试检测方案(激光拉曼光谱)

前言 拉曼光谱仪 (Raman)、紫外可见分光光度计 (UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR) 以及荧光光谱仪 (FLR) 是药品研发和生产领域的重要检测仪器。随着技术的进步，这些仪器的性能和效率日益提高，样品检测流程也不断简化。 在原辅料入厂 ID鉴别过程中，可使用穿透包装直接检测的空间位移拉曼光谱 (SORS) 技术实现快速无损分析。 UV-Vis 技术也可以覆盖常量、半微量和超微量样品检测，并可以控制样品的检测温度，获得准确的分析结果。 FTIR 衰减全反射 (ATR) 技术的普及，使用户无需进行传统的溴化钾粉末压片，即可对不同形态的样品进行快速无损检测。采用FLR与多孔板附件相结合进行单抗聚集体的快速半定量筛选，，可大大提高用户的检测效率。 安捷伦提供全系列分子光谱产品，9可满足生物制药领域的用户从常规分析到高级研究、从实验室到仓库现场测量的不同需求。 一用于药物原辅料入厂快速鉴别(ID) 在生物制药的生产过程中，避免污染至关重要。然而，对入库原辅料进行鉴别通常需要打开包装，使内部样品和操作人员均有暴露风险。现行药品生产管理规范 (cGMP) 要求药厂在产品生产和物流全过程进行验证，主要目的在于保证产品质量的稳定性。因此，药品生产前的原辅料入厂验证工作变得至关重要。 必须对到达药厂的原辅料进行鉴别。通常情况下，原辅料必须储存在检疫区域，然后到取样间打开包装，经检测或采样后重新密封。整个检测过程非常繁琐，成本昂贵且耗费工时。安捷伦空间位移拉曼光谱仪 (SORS) 可穿透未开封的不透明包装实现物料鉴别，因此能够在不影响包装密封性的前提下实现对无菌生产中常用原辅料的100%验证。对于生物制药领域的用户来说，在入库原辅料需要100%验证检测的情况下，安捷伦空间位移拉曼光谱系统将是理想的仪器选择。 穿透包装验证的优势 无需取样间，避免检测造成的延迟 缩短质量控制实验室分析周期，加快放行速度 保持无菌状态，避免交叉污染 保持未开启产品的货架期 -减少操作人员在危险化学品环境中的暴露 RapID 移动式拉曼光谱仪 RaplD 系统能够穿透未开封的棕色试剂瓶、HDPE瓶、牛皮纸袋以及塑料桶等对内部原辅料进行鉴别。采用该系统，无需使用任何防护设施即可在仓库中直接对成批样品进行验证，有助于加快检测速度。另外，在检测过程中，无需打开容器进行取样，待测容器可保持密封状态，避免样品污染，也无需担心样品开封后影响其货架期。对用户而言，RaplD是一种经济有效的方案。 Vaya 手持式拉曼光谱仪 Vaya 手持式拉曼光谱系统专门设计用于遵循 GMP 规范的仓库，能穿透透明和不透明包装进行原辅料检测，加快检测速度。该系统采用空间位移拉曼光谱的专利光学设计和算法，三，司可大大简化原辅料接收和入库过程。 Vaya 是一款独立的手持式电池供电的光谱扫描仪，具有坚固的铝制外壳，可以在仓库或冷藏室中长期使用。其配备全方位保护的橡胶缓冲套、坚固的屏幕。即使在操作过程中不慎跌落，也能最大限度减少损坏。附带一个手带，可减轻用户长时间使用时的疲惫感。使用后，用乙醇或稀释的漂白剂溶液进行简单清洁即可。内置 Wi-Fi 和安全的数据同步功能可确保将生成的数据方便地保存至局域网，并轻松查看。通过与 LIMD 系统兼容，可同步XML、PDF格式文件，进一步将数据集成到公司的网络系统中。可进一步集成到公司数据系统中。 图1.RapID移动式拉曼光仪仪及现场样品检测 图 2. Vaya 手持式拉曼光谱仪及现场样品检测 RapID 与 Vaya 如何选择 RaplD 尤其适用于以下场景： -大批量的纸袋包装的物料 -具有挑战性的原辅料和容器的组合 -检测速度至关重要 Vaya 尤其适用于以下场景： 例如，无菌注射级苯酚及间甲酚是常用制药原料之一，2L瓶装产品价值约2600美元，且开瓶后的样品保质期较短。如果采用传统的拉曼光谱技术进行取样检测，用户难以保证在取样过程中保持无菌条件，且无法确保样品在保质期内用完。另一方面，制药厂家平均每年需要使用上千瓶，检测工作量巨大，成本高昂。换用 Agilent RapID 拉曼光谱仪后，无需打开包装即可区分苯酚和间甲酚，在提高工作效率的同时可以确保样品的安全性和有效性。 -包装类型较多，((兼有透明包装和非透明包装) -注重仪器的便携性-仪器使用空间受限 图3.使用 RaplD对棕色试剂瓶中的苯酚及间甲酚进行验证 RaplD 与 Vaya 穿透包装能力对比 Vaya 拉曼 Vaya 能够穿透大多数包装。穿透多层纸袋取决于原辅料和包装的组合。有些情况下，能穿透蓝色桶 RaplD拉曼 RaplD 能穿透大多数包装和纸袋。有些情况下，能穿透蓝色桶 通常很容易穿透 通常很难穿透* *是否能穿透包装鉴别取决于容器和样品类型的组合 安捷伦紫外-可见分光光度计 (UV-Vis) 一用于产品研发及质控分析 紫外-可见分光光度计是现代分子生物实验室中的常规仪器之一。主要用于测定核酸的纯度和含量以及蛋白质的含量测试，并为试剂盒的研发和生产提供快速可靠的质量控制。典型应用如下： 核酸纯度检测 核酸的最大吸收峰出现在260 nm，蛋白质的最大吸收峰则出现在280 nm 处。纯RNA 样品在260 nm 与280nm 处的吸光度比值 A260/A280为2.0；纯 DNA样品 A260/A280为1.8。因此，，可通过检测A260/A280的比值来判断 DNA 和 RNA 样品的纯度。另外，由于核酸和蛋白质在320 nm处均无吸收，因此在检测过程中，可使用 320 nm 处的吸光度进行背景扣除。 核酸、蛋白质定量分析 对标准品而言，当260 nm 处的吸光度值 (A260) 为1时， dsDNA 浓度约为 50 ug/mL， ssDNA 浓度约为 37 ug/mL，RNA 浓度约为 40 ug/mL， 寡核苷酸浓度约为 30 ug/mL (因底物不同而存在差异)。据此，测定提纯后样品在260 nm处的吸光度值，即可计算出 RNA/DNA的浓度，根据经验公式也可以测定蛋白质的含量。 DNA 热解链温度(Tm值)检测 加热双链 DNA样品，当温度升高至特定的值时， DNA 溶液在260 nm 处的吸光度突然显著上升；随后即使温度继续升高，吸光度也不再发生明显变化。如果以温度对 DNA 溶液的吸光度作图，即可得到 DNA 变性曲线，呈典型的S型。通常 S型曲线的拐点称为核酸的解链温度，也称熔解温度(Tm)。 Tm 值与 DNA 中碱基对 G+C 的含量、分子长度以及溶液的离子强度等参数相关，是生物制药中经常检测的指标之一。 Cary 60 紫外-可见分光光度计 Cary 60 UV-Vis 采用独特的脉冲氙灯作为光源，其相对于传统的气灯和钨灯，具有更高的能量，且仅在检测时开启，具有更长的使用寿命(享受3年质保)。为实现微量样品分析和光纤测量， Cary 60 UV-Vis 系统采用小光斑设计，避免光进入微量比色皿窗口或光纤造成损失。该系统可配备超微量、半微量和常量比色皿，实现从微升到毫升级的生化样品检测，是唯一能够同时实现常量/微量和光纤直接测量的紫外-可见分光光度计。 图4.采用 Cary 60 对 400 uL DNA样品扫描5次所得到的叠加光谱图 表 1.采用 Cary 60 对 400 uL DNA样品检测5次所得到的纯度和浓度结果 Sam-ple A(260) A(280) Bg(320) Ratio Nucleic acid (ug/mL) 1 0.2001 0.1252 0.0058 1.6270 117.9586 2 0.1998 0.1243 0.2259 1.6376 117.6966 3 0.2001 0.1248 0.0057 1.6321 117.9866 4 0.1994 0.1241 0.0055 1.6340 117.6978 5 0.1989 0.1242 0.0055 1.6302 117.4164 Cary 3500 紫外-可见分光光度计 Cary 3500 UV-Vis 采用创新性分体式设计，该系统包括主机和不同的附件模块组合。 其主机配备：独特的高能量脉冲氙灯光源，能量高、寿命长；异面 Litttow 双单色器，具有超低杂散光，吸光度线性范围高达 5 Abs，可直接检测许多样品而无需经过稀释，在快速获取结果的同时减小误差；永久准直的光学系统，无需经过任何调节和校准。 附件包括多种配置，例如双池模块、双池温控模块、八池模块、八池单温区温控模块和八池多温区温控模块，适用于不同的应用场景。这些附件采用全新的设计理念，旨在有效简化用户的实验设计并提高检测结果的准确度。用户可根据实际需要，灵活选择各种附件。 Cary 3500 的温控模块采用全新的一体式设计，无需配置独立的水浴系统，无需水槽，不存在漏水风险；且不含任何外接管路，免除各种管线的困扰。与其搭配使用的最新的快速响应温度探头，能够以30℃ /min 的升温速率开展温控实验，并确保温度的准确度和重现性，如图5所示。其中多区温控模块最多支持同时开展四组独立的温度试验，实现最大的可扩展性和最高的检测效率。 Cary 3500 系统将在以下方面为您带来改变： -检测控温条件下的酶反应 -建立定量曲线并同步实施未知浓度样品的定量分析 - 于开展程序升温试验 -定量分析核苷酸和蛋白质 图 5. Cary3500UV-Vis 使用不同升温速率检测 DNA 样品的 Tm 值 Agilent Cary Eclipse 荧光光谱仪 (FLR) Cary Eclipse FLR 采用脉冲氙灯作为光源，可保证高能量水平和长寿命(光源享受10年质保期)。脉冲氙灯只在检测样品时才闪烁，司可避免光敏物质的降解和样品温度的升高导致的检测误差。为了以高灵敏度检测微量样品，激发和发射单色器均采用水平狭缝设计。仪器内置自动滤光片，可消除次级光和杂散光的影响。另外，标配R928光电倍增管，激发和发射波长范围均为200-900 nm。 Cary Eclipse 在药物分析中的应用： 液体样品比色皿测量：例如定量检测维生素C 96孔板附件：单克隆抗体(mAb)聚集体分析 自生物药物问世以来，其中存在的单克隆抗体聚集体一直是影响药物安全性和有效性的阻碍之一。因此，在生物治疗药物的研发和生产过程中，通常需要对单克隆抗体聚集体进行监测。目前使用最多的方法是体积排阻色谱法(SEC)，检测一个样品大约需要5分钟。而安捷伦开发的基于荧光光谱仪的高通量检测流程，可以帮助用户更方便、更快速地实现产品质量控制。该检测流程将 Cary Eclipse荧光光谱仪与96孔板读数附件结合使用，一次可完成96个样品的检测。向样品中加入荧光染料，这些染料可作为荧光探针仅与聚集体表面结合，通过检测染料荧光信号的强弱，民即可实现对聚集体的半定量分析。检测一个样品仅需5秒钟。将荧光技术与色谱技术搭配使用，利用前者对样品进行初筛，再用后者对目标样品进行精准定量，可大幅提高工作效率。 图6.左图： Cary Eclipse 荧光光谱仪；右图：多孔板附件 可发射荧光信号 图7.基于 Eclipse 荧光的高通量聚集体分析工作流程 一用于原辅料及产品定性检测 Cary 630 FTIR 以应用分析为目标，该系统采用独特的立体干涉仪设计，实现了仪器小型化的同时，保证了仪器的稳定性及耐用性。除支持传统的 KBr 粉末压片、液体池和涂膜分析以外，还提供专利的滴入式液体分析附件、钻石晶体 ATR 附件等，消除红外分析中复杂的样品前处理过程，同时满足实验室和现场的使用要求。 Cary 630 FTIR 透射测量附件可实施药典规定的透射分析： KBr粉末压片测量 液体凝胶样品涂膜测量 液体池测量 气体池测量 应用范围 原料快速比对 液体定性和定量分析 合成产物鉴定 Cary 630 FTIR 钻石晶体 ATR 附件能够以无损方式实现固体或液体样品的定性或定量分析： 接触式(固体或粉末)或滴入式(液体)测量，使用方便 入射光程约为1-2微米 一钻石晶体，适用于固体和液体分析，硬度高，耐酸碱 光谱范围宽：7000-350 cm°(KBr主机)，5100-600 cm (ZnSe 主机) 方便快速定性分析 定量分析需要较高含量(%含量) 应用范围 药物包装材料分析 药物粉末原料分析 -液体成分分析 图 8. Cary 630 FTIR 主机及可配置的附件 图9. Mini 粉末压片装置 图 10. Cary 630 FTIR KBr粉末压片检测结果 软件：Cary Eclipse 操作软件；Window 10 Pro OS 查找当地的安捷伦客户中心： www.agilent.com/chem/contactus-cn 免费专线： 800-820-3278，400-820-3278(手机用户) 联系我们： LSCA-China_800@agilent.com 右线询价： www.agilent.com/chem/erfq-cn www.agilent.com 安捷伦对本资料可能存在的错误或由于提供、展示或使用本资料所造成的间接损失不承担任何责任。 ( 本文中的信息、说明和技术指标如有变更，恕不另行通知。 ) 图 Cary FTIR， 配备 ATR附件 拉曼光谱仪 (Raman)、紫外可见分光光度计 (UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR) 以及荧光光谱仪 (FLR) 是药品研发和生产领域的重要检测仪器。随着技术的进步，这些仪器的性能和效率日益提高，样品检测流程也不断简化。在原辅料入厂 ID 鉴别过程中，可使用穿透包装直接检测的空间位移拉曼光谱 (SORS) 技术实现快速无损分析。UV-Vis 技术也可以覆盖常量、半微量和超微量样品检测，并可以控制样品的检测温度，获得准确的分析结果。FTIR 衰减全反射 (ATR) 技术的普及，使用户无需进行传统的溴化钾粉末压片，即可对不同形态的样品进行快速无损检测。采用FLR 与多孔板附件相结合进行单抗聚集体的快速半定量筛选，可大大提高用户的检测效率。安捷伦提供全系列分子光谱产品，可满足生物制药领域的用户从常规分析到高级研究、从实验室到仓库现场测量的不同需求。