
实验室药物质量控制指南
《实验室药物质量控制指南》向您展示了如何在开发和制造过程中保持肽药物的质量。下载该指南,开始提高质量和效率的旅程。

肽类药物正在迅速重塑制药行业,它具有出色的靶向特异性、低毒性特征以及调节复杂生物途径的能力。从代谢性疾病到肿瘤,胰岛素、GLP-1激动剂、干扰素或酶疗法等肽类正在为应对各种疾病和医疗保健挑战提供精准医药。
虽然肽类的治疗潜力已得到证实,但其商业规模生产会带来重大的过程和基础设施挑战。无论化学合成还是生物技术表达,肽生产都面临着诸多挑战,如低产量、多步骤复杂合成、批次不一致、从实验室到GMP生产的放大困难以及严格的质量控制要求,同时还要努力满足更严格的监管和可持续性标准。这些限制可能会延误产品上市,给供应链带来压力,并最终影响患者获得关键治疗。
为了满足对高效和可扩展肽合成不断增长的需求,METTLER TOLEDO提供了一整套先进的精密仪器、机械和软件解决方案,以确保生产过程每个阶段的质量和精密度。


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探索精选资源,推动肽类开发从研发到规模化和质量控制。构建稳健、可扩展、可持续且合规的流程,配合实用的指南和工具。
肽的生产依赖于先进生化合成,使用固相肽合成(SPPS)来生成短肽;而对于需要翻译后修饰的更大、更复杂的分子,则采用重组蛋白表达系统或生物过程与生化合成的结合,以确保纯度、效力和一致性。

1. 通过在固体树脂上以精确顺序添加氨基酸来逐步构建肽。
2. 每次添加后,将多余的化学品冲洗掉,去除保护基团,为下一步做好准备。
3. 将成品肽从树脂上裂解并纯化(通常使用HPLC)。
4. 将纯化肽转化为固体或液体产品。质量控制测试贯穿始终,用以确保纯度、安全性和有效性。




1. 产肽细菌或酵母在经过优化的富养培养基中生长,以实现高产量。
2. 通过离心和过滤将肽从培养物中分离出来。如果在细胞内部,首先将细胞破开。
3. 使用色谱法和切向流过滤等技术纯化肽,然后进行必要的裂解或修饰。
4. 添加赋形剂,然后在无菌条件下将产品压片或装入药瓶。质量控制测试确保纯度、安全性与功能性。




生化合成是一种广泛采用的肽生产方法,尤其更广泛用于短肽生产,在某些用例中比重组生物方法更具优势:
无论生化合成还是重组生物方法,肽生产都非常昂贵。从在化学合成中使用试剂和溶剂,到生物表达中复杂的基础设施和较长的生产周期,每种方法都有其成本驱动因素。因此,整个行业都在努力提高过程效率,尽量减少波动性,确保各种规模下产品质量的一致性。
灵活性:它允许结合非编码氨基酸和各种骨架修饰,以提高稳定性。
纯度:化学合成可避免宿主细胞污染的风险,并实现对产品的精确控制。然而,重组方法还可以通过适当的下游加工实现高纯度。
重组发酵法常用于需要复杂的翻译后修饰的较大蛋白质,在以下情况下有利于肽生产:
复杂性:与化学合成法相比,生物发酵法可实现复杂的肽折叠和具体的翻译后修饰。
可持续性:化学合成法使用过量的高纯度、昂贵的试剂和溶剂来确保反应完成,从而导致更大的化学浪费,并可能影响基本溶剂的全球供应链。
肽长度:生物发酵法更适合生产长肽链(>50个氨基酸)。
许多肽API是通过固相肽合成(SPPS)开发的,这是一个允许精确控制序列和修饰的分步过程。其他肽,尤其更复杂或更长链的肽,则使用微生物或哺乳动物细胞在生物系统中表达。
尽管这些方法的规模和平台各不相同,但它们都需要在每个阶段进行严格的过程控制和准确的原料控制。
无论在研发实验室中称量氨基酸、溶剂或试剂,还是在生产中处理千克级批次,每次测量的准确性都很重要。微小波动会影响:
METTLER TOLEDO为实验室和工业应用提供可靠的称量解决方案。从支持配方开发的微量天平到生产套件中使用的平台秤,我们的设备可提供制药商所需的精密度与合规性。与软件系统集成还有助于确保完全可追溯性,减少手动记录错误。
固相肽合成(SPPS)仍然是生产中短肽的黄金标准,包括GLP-1类似物或降钙素等治疗性API。然而,SPPS工作流程可能很复杂,涉及:
了解肽偶联反应的进度至关重要。METTLER TOLEDO的原位FTIR和拉曼光谱工具可实时洞察合成的每个步骤,使科学家能够监控去保护和偶联反应,及早识别不完全反应,减少昂贵试剂的过度使用。
使用EasyMax™和OptiMax™等自动化反应器在不同的合成步骤中精确控制温度、搅拌和试剂添加,有助于优化反应条件,开发从毫克到千克的安全规模放大,实现技术转让的高复现性。
pH值控制对于肽裂解和纯化至关重要。METTLER TOLEDO提供专为在腐蚀性溶剂中使用而量身定制的InPro系列电极,可确保在酸性裂解或碱性清洗步骤中的稳定性和合规性。
许多肽,尤其是干扰素、酶或融合肽,是在微生物或哺乳动物系统中使用重组技术生产的。这些过程需要严格的环境控制和实时监控,以保持细胞活力、蛋白质表达和产品质量。
在发酵过程中,必须精确控制pH值、溶解氧(DO)、CO₂和电导率。METTLER TOLEDO的ISM电极提供可靠的实时测量、预测性诊断、电极生命周期管理以及与PAT(过程分析技术)策略的集成。
肽一旦合成或表达,会经历多步缓冲液制备、纯化和制剂,最终形成最终药物形态。逆相高效液相色相色谱(HPLC)、超滤和冻乾是实现治疗所需的纯度和稳定性的常用技术。
在此阶段,缓冲液、溶剂和赋形剂的精准制备至关重要。浓度不一致或pH偏差可能降低回收率或影响产品稳定性。无论是在超滤准备、最终配方混合还是冷冻干燥优化过程中,精度和可重复性都是不可妥协的。
正流过滤和切向流过滤在下游生物加工中起着重要作用,正流过滤主要用于制备大量缓冲液,切向流过滤主要用于澄清步骤。pH值、电导率、温度和紫外线吸收的在线监测实现了生物工艺的实时控制,确保最佳条件,保持产品质量和一致性。这种持续测量能够快速识别偏差,便于及时调整,提升工艺效率、提高产量,并在下游加工过程中保持产品纯度。
集成在实验室或生产环境中的称重设备、 pH计和 紫外/可见光谱光度计 ,实现了肽制造中可靠的下游执行和质量控制。重要的是,当生成的数据被集中收集和管理时,它增强了可追溯性并支持监管文件。
此外, 高精度的水分分析 和通过 KF水分仪 的含水量测定支持了最终配方和稳定性测试,这在冻干肽产品中至关重要。无论是在开发过程中还是商业质量控制阶段, 实验室软件解决方案 都能确保分析数据的一致性,以满足所需的法规合规和产品质量。
从最初的氨基酸称量到最终的药瓶检测,肽生产过程中的每个步骤都需要精密度。产品即将放行时,自动化产品检测系统将成为产品离开工厂之前的关键保障措施。对于肽类药物,这包括:
异物污染检测:X射线检测、金属检测或两者兼用,用于在产品进入市场之前识别并剔除异物污染的产品。
灌装量控制:检重、视觉检测和X射线检测监控、测量和调节灌装量,以满足严格的剂量和监管规范。
质量和完整性检查:检重、视觉检测和X射线检测执行完整性检查,帮助确保药品包装符合法规要求,并向消费者提供安全、完整的产品。
标签质量检测:用于标签质量控制的视觉检测,以检测标签相关缺陷,降低产品召回风险。
METTLER TOLEDO的产品检测解决方案适用于高效的制药环境,提供:
符合GMP要求的系统,可轻松集成到现有生产线中。
可追溯的性能验证,确保审计就绪。
在规范和认证过程中提供支持,从评估正确的应用、选择合适的产品测试设备和专业安装,到实现高效验证过程的专用设备认证包(EQpack)。
这些系统不仅可以保护产品质量,还可以增强品牌诚信度,并支持FDA、EMA和全球卫生当局等机构的监管合规性。

METTLER TOLEDO提供一系列仪器、软件和全球服务网络 ,帮助应对治疗性肽生产中的关键挑战,用于生化和生物过程,简化复杂的工作流程,减少波动性,并支持开发和制造所有阶段的数据推动决策。这有助于提高产量、减少浪费、加快放大生产以及提高合规性,使高成本的治疗性肽生产更具可持续性,并且更容易为患者所用。
| 应用或参数 | 要测量什么? | 为什么要测量? | 梅特勒托莱多解决方案 | 测量模式 | |
| 液体处理 | 转移液体体积 | 以确保试剂分配和样品转移的精确性和可重复性 | 离线 近线 | ||
浓度与纯度 | 曦光率或透光率 | 确定肽在化学(监测合成和纯度)和生物(纯化阶段)生产中的浓度和纯度 | 离线 | ||
在线 | |||||
细胞数量、生物量、形态与存活能力 | 细胞计数与活率 | 在生物生产中,监测微生物培养健康和生物质,确保表达的最佳条件 | 近线 | ||
生物质与形态 | 在线(SIP或CIP) | ||||
细胞和生化参数的表征 | 吸光度或透光率 | 主要用于生物系统中评估代谢活性、蛋白质表达和毒性 | 离线 | ||
在线 | |||||
pH值 | pH值 | 对于微生物细胞生长和生物生产中发酵过程中酶功能的最佳发挥至关重要。pH值还必须被仔细监测和优化,以确保化学合成中偶联反应的高效 | pH计 和 | 近线 在线 | |
残留含水量 | 水分含量测定 | 残留水分必须严格控制,以确保稳定性和保质期,尤其是在冻干后 | 离线 | ||
溶解氧 | 溶解氧水平 | 确保生物生产发酵过程中微生物呼吸所需的氧气充足。此外,它还有助于降低与可燃气体相和有机溶剂接触时危险氧气含量。同时通过填料和表面覆盖氮气确保氧气排放 | 在线 | ||
电导率 | 有助于评估介质成分和离子强度及溶解情况,适用于生物培养基和化学合成缓冲液 | 在线 | |||
CO2 积累 | 溶解的CO2 能级 | 监测生物发酵期间CO2 的积累,指导曝气和进料策略 | 在线 | ||
浊度 | 浊度(NTU)或基于图像的浊度 | 提供关于微生物培养扩展及生物系统潜在污染的信息 | 浊度传感器 EasyViewerTM | 在线 | |
光学密度 | OD 600 | 用于生物生产,追踪微生物的生长阶段和表达水平。对于确定诱导和收获的最佳时机至关重要 | 离线 | ||
葡萄糖 | 利用紫外/可见光进行酶促测定 | 监测生物发酵中的营养物质水平(如葡萄糖),以优化细胞生长和肽产率 | 离线 | ||
吸光度或透光率 | 在线 | ||||
重量 | 质量 | 准确且精确的样品制备 | 离线 | ||
重量 | 质量 | 统计质量控制(SQC)以确保准确的填充、重量和工艺合规性 | 离线 | ||
重量或体积 | 质量 | 确保化学合成(试剂)和生物培养基制备过程中的准确添加成分 | 近线 在线 | ||
重量或体积 | 质量 | 确保准确添加碱性溶液以控制生物工艺的pH值 确保饲料批次和连续培养中饲料添加的准确性 连续培养基去除的准确监测 生物反应器体积的精确监测,避免溢流 精准的填充与表面处理 | 在线 | ||
温度 | 温度 | 保持最佳反应或发酵温度,这对合成和微生物表达都至关重要 | 一次性温度传感器-PendoTech | ||
压力 | 压力 | 控制合成和生物加工中使用的反应器中的流体流动和反应压力 | 在线 | ||
工艺优化与扩展 | 生化 | 合成反应器 | 控制和优化所有关键工艺参数,减少变异性 | ||
工艺建模 | 建模反应动力学、产物分离等,以实现稳健的放大 | ||||
沉淀工艺优化 | 评估颗粒大小和温度控制 | ||||
反应取样 | 评估反应进展并实现优化 | ||||
系统监控 | 系统监控 | 系统监控 | |||
工艺开发 | 将设计空间和反应器参数与PAT信息整合,实现可扩展工艺设计 | ||||
反应分析 | 评估实时反应动力学以优化工艺 | ||||
生物学 | 收获或颗粒粒径或沉淀 | 评估反应的进展和完成情况 | |||
工艺建模 | 建模反应动力学、产物分离等,以实现稳健的放大 | 升级套件: | |||
产品质量检测 | 物理污染检测、填充量和重量控制、包装完整性及完整性检查 | 为了支持最终客户的安全完整产品,避免产品召回和诉讼,并为制造商实现关键的包装合规 | |||