单抗生物样品中颗粒的粒度、粒形和颗粒圆度检测方案(图像粒度粒形)

SSL-CA20-333Excellence in Science Excellence in ScienceDIA-006 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD.-Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cn Tel： 86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn 动态态粒图像分析系统 iSpect DIA-10 测试生物药中不溶性颗粒的粒度、粒形和颗粒圆度 DIA-006 摘要：本文使用岛津动态颗粒图像分析系统 iSpect DIA-10 建立了生物药中不溶性颗粒粒度、粒形和圆度的测试方法。实验结果表明，使用 iSpect DIA-10 在获取生物药中不溶性颗粒粒度的同时，还能直接观察颗粒物的粒形状况，并获得颗粒物的数量浓度，仪器操作简便，数据稳定，可快速获取生物药中不溶性颗粒的颗粒信息。 关键词：生物药不溶性颗粒料 动态图像 粒度 粒形 随着生物技术的不断革新，生物药行业也在快速发展，其中蛋白类生物药如单抗、ADC、融合蛋白等的发展如火如荼。蛋白类生物药的稳定性对产品研发和临床试验都有很大影响，对最终成品的保存和运输也是重大考验。在蛋白类生物药的研发过程中，药物可能会发生团聚而形成粒径不同的聚集体，也可能在培养过程中大颗粒破裂成小颗粒，使样品中颗粒数量增多。无论是蛋白类生物药颗粒发生团聚或是破裂，都会对最终的产品造成影响。药物颗粒数量和粒径分布存在计数不便，需人工识别等缺陷，且无法有效获知颗粒物粒形信息。 岛津动态颗粒图像分析系统 iSpect DIA-10可弥补以上不足，不仅可获知颗粒粒度信息，还能直接观察颗粒物的粒形状况，并获得颗粒物的数量浓度。 本文采用岛津动态颗粒图像分析系统 iSpect DIA-10测试生物药单抗中颗粒物的粒度和粒形，iSpectDIA-10可以测量最小体积为50uL的样品，样品消耗量少，因此还可以对稀缺样品进行测定。 实验部分 1.1仪器 岛津动态颗粒图像分析系统 iSpect DIA-10 图1动态颗粒图像分析系统 iSpect DIA-10 1.2实验器皿及试剂 1mL移液枪及枪头 样品的前处理 取适量单抗药物样品使用 0.9%氯化钠注射液分散，摇匀后，使用移液枪直接吸取样品溶液，插入 iSpect DIA-10仪器进样口后自动测试。 样品测试 使用移液枪直接吸取样品，插入仪器进样口后自动测试，测定条件如下： 表1iSpect DIA-10分析条件 参数 参数设定 帧速率 10 fps 进样体积 200uL 成像阈值 110 泵 速 0.1 mL/min 结果与讨论 4.1粒径大小和分布 iSpect DIA-10 软件可以给出每个样品颗粒的粒径，并可按照多种条件进行筛选排列，如面积等效直径、费雷德(Feret) 直径、周长、长宽比、圆度、最大长度等。使用岛津动态颗粒图像分析系统 iSpect DIA-10 对单抗药物样品所含颗粒的形状和颗粒数浓度进行分析，并可以给出所有测试颗粒的面积等效直径及其他参数，我们选择按面积等效直径从小到大对颗粒进行筛选排列，不溶性颗粒的部分粒形特征如征2~图5所示。 50Hm| 图2单抗药物中不溶颗粒粒形图(a) 50Hm L1 J 图3单抗药物中不溶颗粒粒形图(b) 50m L J 图4单抗药物中不溶溶粒粒形图(c) 50Hm LiJ 图5单抗药物中不溶颗粒粒形图(d) 使用 DIA-10 进行分析，样品中所有流经流通池的颗粒都会被拍照记录下来，软件通过自动统计分析，可展示所有颗粒的排列图像并计算颗粒的粒径分布。实验结果显示，从样品品形图可以得知样品中的颗粒形状不规则，同时存在少量粒径较大且形状不规则的颗粒，样品的颗粒数浓度为52058个/mL。可以使用软件的计算功能统计不同粒径范围颗粒的比例，不同粒径范围群颗粒数据统计如表2所示。 表2单抗药物中不溶颗粒粒径统计表 统计条件 颗粒数浓度(个/mL) 百分比(%) X<5um 27610 53.0 5um≤X<10 um 17876 34.4 X≥ 10 um 6572 12.6 X≥25 um 489 0.9 注：X代表面积等效直径。 4.2颗粒圆度分析 图6单抗药物中不溶颗粒圆度-面积等效直径分布图(上图)：和颗粒个数-面积等效直径分布图(下图) 图6为单抗药物中不溶颗粒圆度-面积等效直径分布图和粒径分布图。圆度-面积等效直直分布图中纵坐标圆度 (Circularity) 表示颗粒圆形的程度，圆度越接近1表示颗粒越圆。横坐标为颗粒的面积等效直径。测试软件可以实现对特定范围条件下颗粒个数、比例和圆度等的自动统计分析。这里举例如下：圆度在0.8~1.2以外(即形状不够圆)的颗粒通过软件自动计算，其比例如下表3所示。 表3单抗药物中不溶颗粒圆度统计表 统计条件 颗粒数浓度(个/mL) 百分比(%) 0.8≤Y<1.0 8855 17.0 1.0≤Y<1.2 12469 24.0 Y≥1.2 18204 35.0 Y<0.8 12530 24.0 注：Y代表圆度。 结论 本文使用岛津动态颗粒图像分析系统 iSpect DIA-10 对单抗药物中不溶颗粒进行分析，同时获知了单抗药物中不溶颗粒的粒度、粒形和颗粒圆度等信息。实验结果表明，该单抗药物样品中的颗粒形状不规则，同时存在少量粒径较大且形状不规则的颗粒。岛津 iSpect DIA-10 动态颗粒图像分析系统，可高效的对生物样品所含颗粒进行快速分析，在获取颗粒尺寸、形状的统计值以及颗粒数浓度信息的同时，用户还可根据需求对样品中不同粒形的颗粒进行统计，实现对生物样品中颗粒的形状、颗粒数浓度和成分识别的综合分析，为生物药的研发提供助力。 岛津应用云 本文使用岛津动态颗粒图像分析系统iSpect DIA-10对单抗药物中不溶颗粒进行分析，同时获知了单抗药物中不溶颗粒的粒度、粒形和颗粒圆度等信息。实验结果表明，该单抗药物样品中的颗粒形状不规则，同时存在少量粒径较大且形状不规则的颗粒。岛津iSpect DIA-10动态颗粒图像分析系统，可高效的对生物样品所含颗粒进行快速分析，在获取颗粒尺寸、形状的统计值以及颗粒数浓度信息的同时，用户还可根据需求对样品中不同粒形的颗粒进行统计，实现对生物样品中颗粒的形状、颗粒数浓度和成分识别的综合分析，为生物药的研发提供助力。