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【熱點應(yīng)用】巧用XRPD變溫室,原位研究抗體藥物制劑凍干過程

【熱點應(yīng)用】巧用XRPD變溫室,原位研究抗體藥物制劑凍干過程
馬爾文帕納科  2023-06-01  |  閱讀:2339

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本文摘要

在抗體制劑中作為填充劑的甘露醇,可以為凍干粉餅賦形,防止坍塌。但由于其結(jié)晶類型的不同,多種形態(tài)的甘露醇對穩(wěn)固凍干蛋糕結(jié)構(gòu)的作用都不相同,進而影響最 終藥物制劑的穩(wěn)定性。


本文結(jié)合具體案例,介紹利用馬爾文帕納科Empyrean銳影X射線粉末衍射儀,在XRPD變溫室中模擬凍干的過程,幫助篩選最 佳的凍干條件。


01背景介紹

甘露醇通常用作抗體制劑中的填充劑,可以為凍干粉餅賦形,防止坍塌。甘露醇其結(jié)晶類型有α-、β-、δ-甘露醇、半水合甘露醇和無定形甘露醇。結(jié)晶甘露醇有助于形成更穩(wěn)固的蛋糕結(jié)構(gòu),但無定型甘露醇卻沒有這個作用。半水合甘露醇會將結(jié)合的水分子釋放到蛋糕結(jié)構(gòu)中,反而會降低藥物制劑的穩(wěn)定性。


本文在XRPD變溫室中模擬凍干的過程,模擬實驗速度快,需要的樣品量少,用于幫助篩選最 佳的凍干條件。研究了幾個關(guān)鍵的過程參數(shù),包括凍干過程的退火溫度和溫度變化速率。


02實驗設(shè)置

馬爾文帕納科Empyrean 銳影系統(tǒng)配置Anton Paar CHC+低溫潮濕箱,控制凍干循環(huán)期間的退火溫度和加熱/冷卻速率。Cu-Kα 源反射模式,PIXcel3D探測器,掃描2θ 角度9-28?范圍內(nèi)的信號,室溫下分析材料的結(jié)晶相。為提高測量的重現(xiàn)性,防止內(nèi)壁上水凝結(jié)成冰,每次測試序列開始后向變溫室通適量氮氣。


初始在-50?C進行凍干,掃描一次。當加熱到特定的退火溫度后,在同一溫度下連續(xù)掃描三次并調(diào)整步長。使用Highscore Plus 軟件進行數(shù)據(jù)分析。調(diào)整彎曲因子(bending factor)和間隔數(shù)(granularity),進行自動背景校正。晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來自Cambridge Structural Database (CSD)和Inorganic crystal structure database (ICSD),識別 β-甘露醇,半水合甘露醇,δ-甘露醇和六邊形冰晶對應(yīng)的峰。


03實驗結(jié)果

  • 退火溫度對結(jié)晶態(tài)的影響:

640 (11).png

圖1:抗體樣品1在不同退火溫度下形成的結(jié)晶態(tài)。溫度變化速率:左圖 1?C/min;右圖10?C/min。虛線為多次分析的均值。


  • 溫度變化速率對結(jié)晶態(tài)的影響

640 (12).png

圖2:不同溫度變化速率對最 終凍干物結(jié)晶態(tài)的影響及XRPD變溫室和實驗室凍干物的比較。綠、棕、粉分別對應(yīng)半水合甘露醇、β-甘露醇和δ-甘露醇。溫度變化速率(a)10℃/min;(b)1℃/min;(c)實驗室凍干物,1℃/min。


結(jié)論

Conclusion

雖在實驗中沒有找到最理想的、不含水合甘露醇的凍干過程條件。在甘露醇開始結(jié)晶的退火階段,優(yōu)化的過程參數(shù)也只是將無水甘露醇的比例提高了一些。但后續(xù)的干燥步驟有助于進一步促進甘露醇向無水相的轉(zhuǎn)化。


本文展示了在XRPD變溫室內(nèi)模擬凍干過程的可行性,是深入研究結(jié)晶成核過程和凍干過程中相演化的有力工具。

圖片

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