低体积粘度法测定辅料对蛋白质配方的影响

在开发可注射生物疗法的过程中，药物疗效和患者经验得到高度重视。为了提高药物的活性和疗效，生物治疗药物被皮下或静脉注射，通常是>100 mg/mL，因为它们在血浆中的半衰期很短。

然而，由于在这些条件下观察到溶液粘度增加，注射低体积、高浓度的生物治疗制剂可能会很困难。因此，为了减少治疗的侵入性，需要低注射量。

自动粘度测量

小分子赋形剂如精氨酸、二甲基亚砜(DMSO)和疏水盐倾向于抑制聚集网络的形成，并显示出降低高浓缩蛋白溶液的粘度。根据确定的粘度阈值或低粘度属性在开发初期监测配方的能力，为选择具有更好注射性和注射性的生物治疗候选药物提供了一个有吸引力的选择。这种选择过程可以节省大量的时间和投资。

Malvern Panalytical '粘度计200是一种台式系统，能够对极低体积的样品进行自动粘度测量。在这篇文章中，粘胶剂200被用来评估一种赋形剂对蛋白质配方粘度的影响。

图1所示。粘度计200系统。

方法

首先，在pH为5.3的30 mM组氨酸和pH为200 mM精氨酸的30 mM组氨酸缓冲液中制备400 mg/mL的牛血清白蛋白(BSA)原液。盐酸,pH值5.3。从这些溶液中，在各自的配方缓冲液中制备了一系列稀释剂;用E1%在280 nm处对牛血清白蛋白(BSA)进行检测，通过紫外光谱测定每个新配方的浓度。在此之后，没有对样品进行进一步处理。

然后，将等量的100µL转移到小瓶中，在20°C下放置到自动进样器传送带中。为了测量粘度，在1000毫巴将样品转移到一个未包覆的熔融石英微毛细管中，在214 nm检测两个检测窗口之间的样品前缘的增长。使用约30 mM组氨酸缓冲液清洗毛细管，然后在测量之间用2000mbar的纯水冲洗它。

其中Δt为样品所花费的时间关系，ΔtO为两个检测窗口之间通过的参考锋，ηsp为样品的比粘度。L为毛细管总长度l₁和l₂为毛细管中测量到第一和第二检测窗口的长度。

Malvern Panalytical公司的vissizer 200软件用于数据采集、数据处理和自动进样器控制的各个方面。对于每一个配方，ηsp由式1的关系式确定。如图2所示，利用正面的黏度曲线检查获得Δt和Δt_o为样品和粘度基准(纯水，1.0021cP)，分别。最后，剩下的参数- L，l₁和l₂-从毛细管的尺寸可知。

结果和Discusiion

绝对粘度与牛血清白蛋白浓度的关系如图2所示。正如预期的那样，随着两种配方浓度的增加，绝对粘度也增加。图3中的绿色虚线表示可接受的候选产品的正常粘度筛选阈值。

图2。vissizer 200软件的屏幕截图显示了Windows 1和2的样品正面，以及对应的Δt值为两种不同的BSA配方。

图3。绝对粘度与BSA浓度的关系图(mg/mL): BSA配方中30mm组氨酸，pH值5.3(◊)和30mm组氨酸，200mm精氨酸，pH值5.3 (ο)。

当比较绝对粘度时，在浓度小于250 mg/mL的两种缓冲液配方之间没有显示任何显著差异。但在浓度超过250 mg/mL的配方中，30 mM组氨酸的BSA配方比含精氨酸的配方粘度大。

例如，含精氨酸的牛血清白蛋白制剂比单独在组氨酸缓冲液中的牛血清白蛋白制剂浓度高约30mg/mL。精氨酸的降粘能力与单克隆抗体的研究结果一致。该数据可用于根据低粘度方面选择配方候选。在上述例子中，有四种配方超过了20cP的粘度筛选阈值，因此将被排除在进一步开发之外。

结论

在药物开发过程中，生物材料的使用增加了额外的难度。制药工业经常面临生产低粘度、高浓度生物治疗制剂的挑战。

粘度计200提供了一个合适的解决方案，因为它能够区分不同的蛋白质配方之间的粘度差异。该技术还可以作为根据确定的粘度阈值筛选合适配方的工具。这将大大有助于在开发的早期阶段排除潜在的有问题的候选分子，从而提供更短和更经济的途径，将生物治疗药物推向市场。

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