利用拉曼光谱监测蛋白质分批结晶

近年来，制药生产方法的实时监控技术得到了广泛的关注。

例如，FDA的质量通过设计(QbD)和过程分析技术(PAT)计划专门关注这样的活动，以促进对所使用方法的全面理解，并确保高质量产品的高效生产，而不依赖于低效的生产后质量控制。

药物蛋白结晶是一种必须严格审查的方法，因为这是一个微妙的过程，很容易受到条件敏感性的影响，如pH值、温度和系统中物种的浓度。

本文将探讨这种方法拉曼光谱应用于溶菌酶的实验室批量结晶研究。溶菌酶是一种常见的蛋白质，之所以选择溶菌酶，是因为它的结晶已经被很好的研究过了，这使得它适合于概念验证实验来确认这一过程监控方法。

采用拉曼光谱法考察了温度、结晶时间和沉淀剂浓度对结晶的影响。此外，还研究了这些因素之间的相互作用。

实验的程序

该分析采用d -最优实验设计，与温度、沉淀剂(NaCl)的浓度和时间有关。Kaiser光学系统公司的RamanRxn系统™拉曼分析仪配备了Invictus™785nm激光器，用于过程监测。

对于每个样品施加的温度在15-45℃的范围内9小时，通过在10分钟的热平衡周期后，通过将样品进行10秒曝光20次，收集光谱。使用10倍的非接触式光学器收集固体溶菌酶晶体的光谱，并使用△“浸渍探针收集来自水溶液的光谱。

结果

溶菌酶在760、750、2940和155厘米处有功能拉曼谱带^－1．除了每个波段的强度外，760-和750厘米的比例^－1波段提供实际的工艺数据。溶菌酶的指纹区域在500 - 1800厘米之间^－1如图1所示。

图1所示。醋酸缓冲水溶液中溶菌酶的拉曼指纹图谱。醋酸盐浓度:90 mg/mL(实线)、30mg/mL(虚线)、0mg/mL(虚线)。在2940,760,750和155厘米处发现了对定量分析有用的峰^－1．

溶液中溶菌酶浓度与NaCl作为沉淀剂浓度的关系如图2所示。在150和2940厘米处^－1溶菌酶谱带随NaCl浓度的不同而直接不同。形状重叠750- 760厘米^－1区域是高度复杂的，一个增加，另一个减少。

对于这个特殊的研究2940厘米^－1波段被证明是非常有用的定量过程监测;然而760/750厘米^－1Ratio也提供了很好的效度。

图2。NaCl作为沉淀剂逐渐加入溶菌酶谱。底部光谱对应的是最高的NaCl浓度。

等高线图(图3)的强度为2940cm^－1利用d优化实验得到的多元数据，建立了与NaCl浓度和温度对应的条带。

图3。地坪的强度为2940cm^－1溶菌酶拉曼谱带与温度和NaCl浓度的关系。

结合表面图和晶体形成的视觉分析，揭示了溶菌酶结晶的合适条件(35-40°C和5-9% (w/w) NaCl)，较低的参考带强度指定。

结论

这些结果表明了……的能力拉曼光谱提供全面和定量的过程知识。这种能力允许对蛋白质结晶过程进行快速多变量监测，使拉曼光谱成为一种潜在的工具，实现对放大过程的实时控制。

这些信息已经从Kaiser光学系统公司提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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