利用光散射和微毛细管粘度测定法来制定Bioformulation稳定性特征

光散射在生物制药行业，经常用于生物治疗的候选人和配方的筛选是众所周知的技术。来自Malvern的PANalytical公司的Zetasizer Nano系统集成了所有三个光散射技术，包括从多分散性ELS趋势和从DLS相互作用参数，粒度分布，电泳迁移率和有效的电荷和2ⁿ来自SLS的病毒系数。

本文讨论了利用微毛细管粘度法和亚微米光散射法研究生物制剂稳定性的生物制剂稳定性剖面的发展。

Biotherapeutic筛选参数

一个可以使用的分析仪器两个监测和预测样本性质。使用静态光散射，例如监控的一个实例，将分子量和缀合的程度的确定，用于确定上的单克隆抗体的糖基化位点的数目。

大小分布

动态光散射（DLS）是需要在尺寸为获得在粒度分布（PSD）的基线分辨率的3倍差别低分辨率技术。在图1中的粒度分布示出对IgG的DLS在两个缓冲器稀释，其中R_年代为无限稀释极限下测量的斯托克斯半径。

观察到的结果表明，在尺寸显然减少可归因于在扩散系数的静电驱动增加的静电排斥。

图1所示。IgG在缓冲液1(左)、Tween稳定剂和缓冲液2(右)中浓度依赖性大小分布。

多分散性的趋势

可以用图2所示的图形格式更好地理解图1中结果的解释。从图中可以看出，在缓冲液1中，随着浓度的降低，IgG低聚体分布的宽度和平均尺寸都减小，说明存在可逆的自缔合。

如果不增加温度，静电斥力是唯一可以增加扩散速度的力。

图2。平均尺寸，并与在缓冲液1浓度对IgG的多分散性的趋势，缓冲区2中，具有多分散性表示由误差条。

DLS相互作用参数

用DLS相互作用参数(k_D）.k_D如公式1所示，从相互扩散系数（d）的浓度依赖性的斜率获得的。

地点:

• D_o是在零浓度的（C）的极限自扩散系数从中斯托克斯半径衍生
• B₂₂是2ⁿ维里系数
• 米_W为分子量
• k_f是1^圣阶浓度系数为摩擦系数
• υ是部分特定体积。

图3显示了IgG在缓冲液1和2中的扩散系数的浓度依赖性。

图3。在缓冲器对IgG的测量扩散系数的浓度依赖性。

第二维里系数

k_D有两个组分，一个热力学组分(B₂₂米_W）和液力组件（K_f+υ)。B₂₂由Debye图斜率得到，该斜率表示样品散射强度的浓度依赖性，如式2

在哪里

• K为光学常数
• R_θ.散射光强度与入射光强度的瑞利比是多少
• 米_W是重均分子量
• P(θ)是形状因子，相当于抗体等小蛋白质的1。

图4为前IgG的德拜图比较在缓冲器1和2的示例中，用3沿^{理查德·道金斯}使用乳糖稳定剂的缓冲液。从图中可以看出，缓冲区2和3的病毒系数值均为正，而缓冲区1的病毒系数值为负。根据经验预测，缓冲区2应该是最稳定的，缓冲区1应该是最不稳定的，而缓冲区3应该介于两者之间。

图4。Debye绘制了缓冲器1、2和3中的IgG，在B22 = 0处的条件由虚线表示。

固有的属性

固有性质可以被归类为制剂缓冲液中的蛋白质的那些性质，但在不存在的浓度依赖性作用的是影响报告的值。固有性质更详细在下面的部分说明。

低聚物的分子量

在指挥SLS 2时ⁿ维里系数测量，重量平均分子量(M_W)。在单体分子量已知的情况下，通过与低聚体分子量的比较，可以了解其齐聚程度。

斯托克斯半径

在集成DLS相互作用过程中，参数k_D)测量时，斯托克斯半径(R_年代)是派生的。Stokes半径是低聚物分布的强度加权平均尺寸。

多分散性

多分散性是第三个内在性质，可以用来提供关于低聚物分布的定性信息。这个值是在DLS k过程中获得的_D测量(%Pd = Pd/Size)。

净电荷

净电荷(Z)由电泳迁移率(μ_E)和Stokes半径(R_年代，用DLS测量，如图2所示

其中r是粘度，K是德拜长度的倒数，f(kR_年代)为亨利函数，Z_EFF为滑移面或相互作用面的有效电荷。

从胶体稳定性的角度来看，主要的驱动因素是净电荷。表1显示了先前IgG在缓冲液1、2和3中的净电荷和有效电荷的比较。

表1．胶体稳定性预测

＃	B22(毫升摩尔/ g2)	kD(mL / g)	ZEFF	Z净	胶体稳定性
2	127.5 x 10-5	31.9	4．3	9.1	好
3.	10.4 x 10-5	-9.7	1.6	6．3	可怜的
4	2.3×10-5	-4.7	-0.5	-1.1	可怜的
1	-1.5 x 10-5	-5.2	0.7	3．3	可怜的

熔化和聚集温度

在蛋白质配方中，诱导蛋白质聚集所需的最低温度是蛋白质聚集的设定温度(T_发病）.图5显示了缓冲区1、2、3和4中先前IgG的DLS热斜坡。

图5。在缓冲液1、2、3和4中IgG的DLS热斜坡，显示在T时Z平均大小的急剧增加_发病，表示聚集的开始。

蛋白质展开的温度是熔化温度(T_米）.图6显示了IgG在缓冲器1和4中的DLS热斜坡的扩展视图，以及同时测量的散射强度。

图6。在缓冲器1和4对IgG DLS热斜面的扩展视图，其中同时测量的散射强度沿。

粘度

生物治疗生产和皮下注射的粘度上限通常取决于公司，但加工和皮下(SubQ)注射的理想值分别为20和10 cP左右。

图7显示了用微毛细管粘度法测量的IgG在缓冲液1和2中的粘度的浓度依赖性。显示出与光散射预测因子中，buffer 2最稳定，SubQ和processing的浓度限制分别为148和176 mg/mL。

相比较而言，在IgG的缓冲液1级的展品的SubQ和分别处理的137mg / mL和153mg / mL的浓度限制。

图7。缓冲液1和缓冲液2中IgG粘度的浓度依赖性，虚线代表SubQ和加工极限。

生物制剂稳定性简介

生物治疗候选制剂的稳定性剖面是通过将稳定性预测因子和描述符结合在一起得出的，这些预测因子和描述符为生物制剂的可开发性和可制造性提供了深刻的见解。

本报告中检测的缓冲液1和缓冲液2中IgG的结果稳定性配置如表2所示。绿色、黄色和红色编码表示“走”、“注意”和“不走”，而“RSA”和“CR”表示可逆的自联想和电荷斥力。

虽然具体的目标是基于筛选方案和公司，但本例中显示的值合理地代表了典型的目标值。

表2．缓冲液1和2中的生物制剂稳定性分析。

	目标	缓冲区1 吐温80	缓冲2 天冬氨酸
PSD	CR	RSA	CR
钯趋势		⇑w / C	持续的
kD(mL / g)	> 15	-5.2	31.9
B22（X 1 05毫升摩尔/ g2）	> 30	-1.5	127.5
ZEFF	> 5	0.7	4．3
T米(C)	> 70	56	-
T发病(C)	T≥米	66	> 90
R年代(nm)	5．5	5．8	5．7
低聚MW（kDa的）	<150	150.2	148.6
% Pd (C⇒0)	< 20	35	32
的SubQ限制（毫克/毫升）	> 150	137	148
处理限制(毫克/毫升)	> 150	153	176
相对稳定		缓冲区1 <缓冲区2
可展性		低	缓和
可制造性		低	缓和

表2中的参数，虽然并不是穷举的，从利用光散射和粘度的技术测量的参数获得。

这些参数形成一预测稳定性特征是容易被含积分，或相关以，附加的参数，如聚集率，DSC结果，高次结构和其它性能有关的特定目标生物治疗性制剂分布增强的初始基础。

这些信息已经从Malvern Panalytical提供的材料中获得，审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问莫尔文Panalytical．