Desenvolvimento de produtos de liofilização de reagentes IVD

O laboratório de liofilização de Jing Yin tem talento técnico de liofilização profissional e equipamentos de preparação e teste de liofilização superior e inferior, e pode fornecer serviços de desenvolvimento de produtos de liofilização de reagentes IVD para uma ampla gama de clientes, incluindo equipamentos de liofilização personalizados de acordo com as necessidades dos clientes, desenvolvimento de processo de liofilização, teste de temperatura crítica de liofilização, desenvolvimento de fórmulas de liofilização, desenvolvimento de protetores de liofilização, fundição de liofilização, suporte técnico do sistema de liofilização, incluindo, mas não limitado a, suporte técnico para a avaliação de documentos de liofilização.

Desenvolvimento de produtos de liofilização de reagentes IVDincluir

Desenvolvimento de protetores e auxiliares

1. Desenvolvimento de protetores

Os agentes protetores são ingredientes essenciais para prevenir a desativação da degeneração dos componentes ativos durante o processo de liofilização, cuja seleção e otimização afetam diretamente a qualidade dos produtos liofilizados. O desenvolvimento de protetores para liofilização de reagentes IVD deve seguir os seguintes princípios:

n Filtração direcionadaEscolha o agente protetor adequado de acordo com o tipo de reagente (por exemplo, ácido nucleico, enzima, anticorpo antigénico).

l Métodos experimentaisDetermine o tipo e a concentração óptimos de protetor usando uma combinação de triagem de fator único e testes ortogonais. Por exemplo, para avaliar o efeito de proteção através da contagem de bactérias vivas, a fórmula é: taxa de sobrevivência (%) = (número de bactérias vivas após congelamento / número de bactérias vivas antes de congelamento) × 100%

l Otimização colaborativaO protetor composto é melhor do que um único ingrediente. Protetor de congelamento alfa-interferônico recombinante de galinhaMelhorA fórmula é glicol (3%) + PEG (3%), o pó congelado é armazenado a 40 ° C por 12 meses, sem alterações na atividade biológica.

2. Desenvolvimento de adjuvantes

O papel principal do adjuvante é apoiar a estrutura física do produto congelado, tornando-o com boa forma e resistência mecânica, fácil de transferir e armazenar.

l Auxiliares frequentesGliluol, ácido glicano, lactose, glicosida reta, etc., onde o gliluol é amplamente utilizado em reagentes de ácidos nucleicos, a concentração geralmente é de 65% -68% (W / W) quando pode formar uma forma uniforme de tamanho e baixa absorção de umidade de microgrãos congelados

l Critérios de filtragemA necessidade de atender simultaneamente aos requisitos de suporte físico (como moldagem de esferas congeladas) e eficiência de resólvida, sem afetar o desempenho de detecção após resólvida

l Desenvolvimento ColaborativoAumentadores e protetores precisam ser otimizados em conjunto. Por exemplo, na triagem de protetor de liofilização com inibidores suínos recombinantes, o efeito protetor do amido solúvel e da β2-ciclocastexina é melhor, mostrando-se como forma cheia sem colapso, cor branca delicada e brilhante, sem precipitação após a dissolução, detecção de eletróforese descobriu que a faixa de proteína não se degrada

Ensaio de amostras congeladas

O teste de amostras de liofilização é um elemento fundamental para avaliar o efeito do processo de liofilização, incluindo principalmente os seguintes aspectos:

1. Teste de eficiência de solubilidade

A eficiência de dissolução está diretamente relacionada com a precisão dos resultados do teste e a facilidade de operação, e os indicadores do teste incluem:

l Tempo de dissoluçãoRegistrar o tempo necessário para a dissolução de amostras congeladas, como o pó congelado de nanolipídios de hidroxiketosol, que requer a dissolução em suspensão uniforme em 1 minuto e sem partículas ou aglomerados insolúveis

l Uniformidade de dissolução: uniformidade da amostra após a dissolução por observação visual ou detecção instrumental

l RedistribuiçãoAvaliar o estado de dispersão dos produtos congelados após a dissolução, por exemplo, se as nanopartículas mantêm uma boa dispersão

2. Teste de retenção de atividade

A retenção de atividade é um indicador central para avaliar a qualidade dos produtos liofilizados, e os métodos de teste variam dependendo do tipo de reagente:

l Reagentes de ácidos nucleicosDetecção de eficiência de amplificação de ácido nucleico antes e depois da congelação por PCR quantitativa de fluorescência, como mudanças no valor de CT, ganho de fluorescência, etc.

l Reagentes enzimáticosDeterminação da atividade enzimática antes e após a congelação por meio de métodos específicos de reação do substrato, como a atividade da beta-glucosidase por meio de métodos de DNA

l Reagentes de anticorpos antigénicosDetectar mudanças nos indicadores de eficácia e especificidade dos anticorpos antes e depois da congelação por meio de métodos como ELISA

3. Teste de estabilidade morfológica

A estabilidade morfológica afeta as propriedades físicas e a estabilidade de armazenamento dos produtos congelados:

l Observação por microscópio de congelamentoMonitoramento em tempo real de mudanças na estrutura da amostra durante o processo de congelamento e avaliação da temperatura de colapso

l Análise por eletroscópio de varredura (SEM)Observar a microestrutura dos produtos congelados, como a forma da superfície e a estrutura dos poros das perlas congeladas

l Teste de resistência mecânicaAvaliar a resistência à pressão e a fragilidade dos produtos congelados, por exemplo, as perlas congeladas devem passar por testes de resistência à pressão para garantir que não sejam quebradas durante o processo de partilha

Desenvolvimento da curva de congelamento e teste de temperatura crítica

1. Desenvolvimento da curva de congelamento

A curva de liofilização é um documento de orientação fundamental para o processo de liofilização e contém a relação temperatura-tempo entre as três fases de pré-congelamento, secagem primária (sublimação) e secagem secundária (análise).

l Fase pré-congeladaA temperatura deve ser determinada de acordo com o ponto de co-cristalização (geralmente abaixo do ponto de co-cristalização de 5-10 ° C) e a taxa de resfriamento deve ser controlada (congelamento rápido ou lento). Por exemplo, o ponto de co-cristalização da solução de 5-nitrocitoside-D-glicol é -6,54 ° C e a temperatura pré-congelada é selecionada para -25 ° C.

l Uma secagem (sublimação seca)A temperatura deve ser inferior ao ponto de fusão (por exemplo, -1,67 ° C), o vácuo é controlado em 10-30 Pa, e a taxa de aquecimento é geralmente de 2 ° C / min. Se a temperatura de sublimação da ureica for de -12,5 ° C, mantenha-a por 70 minutos.

l Secação secundária (secagem analítica)É necessário aquecer lentamente até temperaturas mais altas (por exemplo, 20-40 ° C) para garantir a remoção da água residual. Por exemplo, a temperatura da fase de sublimação secundária do bortizomi é mantida a 5 ℃, 20 ℃ e 40 ℃ por 300 minutos, 110 minutos e 220 minutos, respectivamente.

2. Teste de temperatura crítica

O teste de temperatura crítica de liofilização é a base para determinar a curva de liofilização e inclui principalmente os seguintes parâmetros:

l Teste de pontos co-cristalinos：

n Análise térmica DSC: Medido por termométrico de varredura diferencial, como o ponto de co-cristalização da solução de 5-nitrocitosidas-D-glinol é -6,54 ° C

n Método de resistênciaQuando a temperatura de congelamento do material cai para um determinado valor, todo o material congela, a resistência subitamente aumenta, a temperatura é o ponto de co-cristalização

l Teste de ponto de fusãoPor meio da DSC, quando a temperatura sobe para um determinado valor, o cristal de gelo começa a derreter, a temperatura é o ponto de fusão

l Teste de temperatura de transição de vidroDeterminação por DSC, como a temperatura de transição de vidro do reagente GGT é de -18,75 ° C

l Teste de temperatura de colapso：

n Microscópio de congelamentoObservação em tempo real das mudanças na estrutura da amostra durante o processo de liofilização, quando a temperatura da camada seca sobe para um determinado valor crítico, a rigidez da matriz sólida não é suficiente para manter a estrutura celular, a parede da matriz sólida do buraco colapsa, a temperatura crítica é a temperatura de colapso

n Análise dielétricaDeterminação da temperatura de colapso por alteração das propriedades dielétricas

Projeto de Ampliação de Produção

Ampliação da produção de pequenos lotes para grandes lotes éDesenvolvimento de produtos de liofilização de reagentes IVDOs principais fatores devem ser considerados:

Produção em pequenas quantidades (nível laboratório)

l Selecção do dispositivo: 0.1㎡ freezer de área seca, adequado para pesquisa e desenvolvimento em pequena escala e validação

l Verificação do processoConfirmar o ponto final de congelamento através do teste de litros de pressão, verificação da uniformidade da temperatura da placa e outros métodos

l Teste de amostraTeste de retenção ativa, eficiência de solubilidade e estabilidade morfológica de produtos congelados

2. Produção em massa média (nível de teste médio)

l Atualização do equipamento: 1 ㎡ área de congelamento secador, adequado para verificação de produção em média escala

l Ajuste dos parâmetros do processo: ajustar a curva de liofilização de acordo com o efeito de amplificação, como a otimização dos parâmetros do processo de liofilização do elemento de ureia injetável, reduzindo o ciclo de liofilização de 22h para 18,5h

l Verificação de consistência em loteCertifique-se de que a qualidade do produto é estável através de testes em lotes múltiplos, como a diferença de carga de esferas secas congeladas é controlada dentro de ± 3%

Produção em massa (nível industrial)

l Selecção do dispositivo: 5 ㎡ área de congelamento secador industrial, para atender aos requisitos de conformidade GMP, tais como temperatura de armadilha fria ≤ -60 ℃, vácuo limite ≥15 Pa, boa uniformidade da temperatura da placa

l Otimização do processoAdotar um modelo matemático (como o modelo do coeficiente de transferência térmica da freezer) para orientar o ajuste dos parâmetros do processo e reduzir o número de experimentos de amplificação

l Controle de QualidadeEstabelecer um sistema abrangente de controle de qualidade, incluindo o controle de qualidade do líquido original, o controle do processo de enchimento, o monitoramento do processo de liofilização e a inspeção do produto acabado, etc.

Cinco.Desenvolvimento de produtos de liofilização de reagentes IVDCaminho de Implementação

Iniciação do Projeto e Análise de Necessidades

l Comunicação profunda com os clientes para definir os requisitos técnicos e os padrões de qualidade dos produtos congelados

l Análise das propriedades dos reagentes de IVD para determinar a direção do desenvolvimento de protetores e adjuvantes

l Desenvolver um plano de projeto para identificar os pontos de tempo e entregas em todas as fases

2. Desenvolvimento de protetores e adjuvantes

l Projeto de triagem protetora de acordo com o tipo de reagente de IVD (ácido nucleico, enzima, anticorpo antigénico)

l Determine o tipo e a concentração óptimos de protetor com triagem de fator único e testes ortogonais

l Melhore retenção ativa com a otimização de fórmulas de protetores compostos por meio de uma abordagem responsiva

l Selecionar os adjuvantes adequados para garantir a boa forma física e resistência mecânica dos produtos congelados

3. Ensaio de amostras congeladas e determinação de temperatura crítica

l Análise pré-liofilização com microscópio de liofilização (por exemplo, LyoStat5) para determinar os parâmetros-chave como temperatura de colapso e temperatura de conversão de vidro

l Medição do ponto de co-cristalização, ponto de fusão e temperatura de transição de vidrificação com o analisador térmico DSC

l Preparação de amostras para ensaios de retenção ativa, eficiência de solubilidade e estabilidade morfológica

l Estabelecer um sistema de avaliação da qualidade de produtos congelados e estabelecer padrões de qualidade

Desenvolvimento de curvas de congelamento e otimização de processo

l Projeto de curvas preliminares de liofilização com base nos resultados críticos dos testes de temperatura

l Realizar experimentos de liofilização para confirmar o ponto final de liofilização através de testes de litros de pressão, verificação da uniformidade da temperatura da placa e outros métodos

l Otimizar a curva de liofilização para equilibrar a eficiência da liofilização e a qualidade do produto

l Estabelecer um sistema de monitoramento do processo de liofilização para garantir o controle estável dos parâmetros do processo

Ampliação de produção e conversão de escala

l Ampliação gradual do ensaio pequeno (área congelada de 0,1㎡) ao ensaio médio (área congelada de 1㎡) até a produção em massa (área congelada de 5㎡)

l Ajuste a curva de congelamento de acordo com o efeito de amplificação para garantir a qualidade consistente dos produtos em diferentes lotes

l Crie um programa de validação de consistência em lotes para testes em lotes múltiplos

l Realizar avaliações de estabilidade de produtos congelados, incluindo estabilidade em tempo real, testes acelerados de estabilidade e muito mais

Controle de qualidade e garantia de conformidade

1. Sistema de controle de qualidade

l Estabelecer um processo completo de controle de qualidade, incluindo o controle de qualidade do líquido original, o controle do processo de enchimento, o monitoramento do processo de liofilização e a inspeção do produto acabado

l Elaborar uma lista de propriedades de massa críticas (CQAs), como retenção ativa, tempo de solução, teor de umidade, etc.

l Estabelecer um sistema de monitoramento de parâmetros críticos de processo (CPPs), como temperatura pré-congelada, temperatura de sublimação, vácuo, etc.

2. Garantia de conformidade

l Garantir que o equipamento de liofilização cumpra os requisitos do GMP, como o tratamento de polimento em espelho das paredes internas (rugosidade Ra≤0,8 μm), com funções CIP (limpeza in situ) e SIP (esterilização in situ) on-line

l Os parâmetros do processo de liofilização devem estar em conformidade com os requisitos de conformidade de dados da FDA 21 CFR Parte 11, suportando monitoramento em tempo real dos parâmetros do processo de liofilização, armazenamento de curvas e rastreamento de dados

l Realização de avaliações de estabilidade de produtos congelados, incluindo testes de estabilidade em tempo real (antes do início do período de validade, no meio do período de validade e no final do período de validade) e de estabilidade acelerada

l Garantir que os produtos congelados cumpram os requisitos regulamentares do mercado alvo, como IVDR da UE, China YY / T 1579-2017 "Avaliação de estabilidade de reagentes de diagnóstico in vitro para dispositivos médicos de diagnóstico in vitro", etc.

Avaliação da estabilidade dos produtos congelados e ensaios acelerados

Avaliação de estabilidade

l Estabilidade em tempo realSob as condições de armazenamento esperadas, verificar regularmente as principais propriedades de qualidade dos produtos congelados, como taxa de retenção ativa, tempo de solução, teor de umidade, etc.

l Acelerar a estabilidadeAvaliação rápida da estabilidade dos produtos congelados em condições de alta temperatura (por exemplo, 40 ° C) e umidade

l Estabilidade da garrafaAvaliar a estabilidade após a abertura do produto congelado, como a estabilidade de dissolução múltipla, estabilidade de congelamento múltiplo, etc.

l Estabilidade do transporteSimular as condições reais de transporte (por exemplo, flutuações de temperatura, mudanças de umidade, vibrações, etc.) para avaliar a estabilidade do transporte de produtos congelados

Relevança entre testes acelerados e testes a longo prazo

l Escolha candidatos potenciais através de triagem rápida de fórmulas protetoras e curvas de liofilização em testes acelerados

l Utilizando a equação de estabilidade para prever o ciclo de armazenamento de produtos liofilizados, como a equação de estabilidade de armazenamento de amostras liofilizadas de Lactobacillus é: LgK = -8650 / T + 25,522

l Desenhar um programa de teste de estabilidade a longo prazo com base nos resultados dos testes acelerados para verificar o período de prateleira real dos produtos congelados

Laboratório de congelamentoDesenvolvimento de produtos de liofilização de reagentes IVDOs processos necessários incluem, mas não se limitam a:

1. Preencher o formulário de necessidades de desenvolvimento para congelamento (pode ser assinado um acordo de confidencialidade)

2. Fornecer amostras (usando o método de embalagem científica, produtos biológicos recomendam a utilização de caixa de isolamento de alta densidade com isolamento de saco de gelo)

3. Confirmação de propostas e orçamentos técnicos

4. Assinatura do contrato de desenvolvimento de tecnologia de congelamento

5. Comunicação regular durante o desenvolvimento

6. Aceitação de resultados de desenvolvimento (com relatório experimental)