胜肽療法 (Peptide Therapeutics)

實現精準且可擴展的改變生命肽的製造

胜肽治療藥物正迅速重塑製藥格局,提供卓越的靶點特異性、低毒性特性,以及調節複雜生物途徑的能力。從代謝疾病到腫瘤學,胰島素、GLP-1 受體激動劑、干擾素或酵素療法等肽,正推動精準醫療在各種疾病與醫療挑戰中實現。  

雖然胜肽的治療潛力已被確立,但在商業規模生產過程中,仍帶來重大的製程與基礎設施挑戰。無論是化學合成或生物技術表達,肽製造面臨低產率、多步驟複雜合成、批次不一致、從實驗室到GMP生產的規模化困難,以及嚴格的品質控管要求,同時努力符合更嚴格的法規與永續標準。這些限制可能延遲產品供應、供應鏈緊張,最終影響患者取得關鍵療法的權利。

為滿足對高效且可擴展肽合成日益增長的需求,METTLER TOLEDO提供一套先進的精密儀器、機械及軟體解決方案,確保生產流程每個階段的品質與精確度。

胜肽療法 (Peptide Therapeutics)

1. 肽段是透過在固態樹脂上精確序列添加胺基酸,逐步構建的。

2. 每次添加後,會沖洗去除多餘的化學物質並移除保護層,為下一步做準備。

3. 完成的胜肽從樹脂中切割並純化,通常使用高效液相色譜(HPLC)。

4. 純化後的肽會被轉化為固體或液體產物。全程進行品質控制測試,以確保純度、安全性與有效性。

protection and coupling icon

1. 保護與耦合

deprotection and peptide elongation icon

2. 去保護與肽伸長

peptide icon

3. 切割與淨化

formulation and QC icon

4. 配方與品質控制

1. 產肽的細菌或酵母在高產量的營養培養基中培養。

2. 肽段透過離心與過濾從培養中分離。如果是在細胞內,細胞會先被打破。

3. 肽段透過層析法和切向流過濾等技術純化,接著進行必要的切割或修飾。

4. 加入激乳劑,並將產品在無菌條件下錠劑或注入小瓶中。品質管控測試確保純度、安全性與功能性。

icon representing a cell

1. 細胞培養

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2. 收割

purification and processing icon

3. 純化與加工

formulation and QC icon

4. 配方與品質控制

生化合成

生化合成是一種廣泛採用的肽類生產方法,特別是在短肽合成方面,在某些應用情境上相較重組生物方法具有優勢: 

  • 成本:在中小型生產中,短肽的製造成本較低,因為基礎設施需求更簡單、周轉速度快且資源標準化。然而,重組方法在更大尺度、更長或更複雜的肽段中可能更具成本效益。

無論是透過生化合成還是重組生物方法生產,肽的製造本質上仍然成本高昂。每種方法都有其成本驅動因素,從化學合成中的試劑與溶劑使用,到生物表現中複雜的基礎設施與長生產週期。因此,整個產業都強烈推動最大化流程效率、減少變異性,並確保每個尺度產品品質的一致性。

  • 彈性:允許納入非編碼胺基酸及多樣化的骨架修飾,以提升穩定性。

  • 純度:化學合成可避免宿主細胞污染風險,並能精確控制產品。然而,重組方法在適當的下游處理下也能達到高純度。

生物學方法

重組生物學方法對於需要複雜翻譯後修飾的較大蛋白質很常見,且在以下情況下對肽的產生具有優勢:

  • 複雜性:生物方法能實現複雜的肽摺疊及特定翻譯後修飾,相較於化學方法。

  • 永續性:化學方法使用過量高純度且昂貴的試劑與溶劑以確保反應完成,導致化學廢棄物增加,並可能影響全球重要溶劑的供應鏈。

  • 肽長:生物方法更適合產生較長的肽(>50個胺基酸)。

肽合成中的科學與過程的平衡

許多肽API是透過固相肽合成(SPPS)開發的,這是一種分階段的過程,能精確控制序列與修飾。其他肽類,特別是更複雜或鏈較長的胜肽,則在利用微生物或哺乳動物細胞的生物系統中表達。

雖然這些方法在規模與平台上有所不同,但它們共同要求嚴格的流程控制與精確的物料搬運在每個階段。

無論是在研發實驗室稱重胺基酸、溶劑或試劑,或是在生產中處理公斤級批次,每一次測量的精確度都至關重要。細微的差異會影響:

  • 耦合效率。
  • 最終產量與純度。
  • 跨批次的可重複性。

METTLER TOLEDO提供實驗室 及工業應用的堅固稱重解決方案。從 支援配方開發的微量天平到生產實驗室使用的地板秤 ,我們的設備能提供製藥製造商所需的精確度與合規性。與軟體系統的整合也有助於確保完整的可追溯性,並減少人工文件錯誤。

化學胜肽合成:提升產率與純度

固相胜肽合成(SPPS)仍是製備短至中長肽的黃金標準,包括治療性原料藥如GLP-1類似物或降鈣素。然而,SPPS 的工作流程可能相當複雜,包含:

  • 精確添加受保護胺基酸。
  • 有效移除保護基團。
  • 溶劑管理與反應控制。

了解胜肽偶聯反應的進展至關重要。METTLER TOLEDO的 原位FTIR與拉曼光譜 工具,提供合成每個步驟的即時洞察,使科學家能監控脫保護與偶聯反應,及早識別不完整反應,並減少昂貴試劑的過度使用。

利用 EasyMax™OptiMax™ 等自動反應器,精確控制不同合成步驟的溫度、攪拌及試劑添加,有助於優化反應條件、開發從毫克到公斤的安全放大,並實現技術轉移的高重現性。

pH 控制對肽切割與純化至關重要。METTLER TOLEDO提供專為強溶劑設計的 InPro系列感測器 ,確保在酸性切割或鹼性洗滌過程中的穩健性與法規遵循。

生物技術肽生產:規模化控制

許多肽,特別是干擾素、酵素或融合肽,都是在微生物或哺乳動物系統中透過重組技術製造的。這些過程需要嚴格的環境控制與即時監控,以維持細胞存活率、蛋白質表現及產品品質。

發酵過程中必須精確控制pH值、溶解氧(DO)、CO₂及導電率。 METTLER TOLEDO的ISM感測器 提供可靠的即時測量、預測診斷、感測器生命週期管理,並整合PAT(流程分析技術)策略。

緩衝液製備、純化、配方與最終品質

肽類一旦合成或表達,會經歷多個緩衝液製備、純化及配方,最終形成最終藥物形態。逆相高效液相色譜(HPLC)、超濾和凍乾是常用來達到治療性所需的純度與穩定性的技術。

在此階段,緩衝液、溶劑和賦形劑的精確製備至關重要。濃度不一致或pH偏差會降低回收率或影響產品穩定性。無論是在超濾準備、最終配方混合,或冷凍乾燥優化時,精確度與可重現性都是不可妥協的。

正流過濾與切向流過濾在下游生物加工中扮演重要角色,正流過濾主要用於製備大量緩衝液,切向流過濾則主要用於澄清步驟。pH值、導電率、溫度及紫外線吸收的即時監測,能即時控制生物製程,確保產品品質與一致性的最佳條件。這種持續測量能迅速識別偏差,促進及時調整,提升流程效率、提高產量,並在下游處理過程中維持產品純度。

整合於實驗室或生產環境中的稱重設備、 pH計及  紫外/可見光譜光度計 ,能確保肽製造中可靠的下游執行與品質控制。重要的是,當產生的數據被集中收集與管理時,能強化可追溯性並支持監管文件。

此外, 高精度的水分分析 與透過 KF滴定 測定含水量,支持冷凍乾燥胜肽產品中關鍵的最終配方與穩定性測試。無論是在開發過程中或商業品管期間, 實驗室軟體解決方案 都能確保分析數據一致,符合法規要求並提供產品品質。

產品檢查:病患安全的最終檢查

從最初稱重胺基酸到最終檢驗,肽生產過程中的每一步都需要精確度。當產品接近釋放時,自動化產品檢驗系統成為產品離開設施前的重要保障。對於肽類治療,這包括:

  • 填充液位控制:檢查稱重、視覺檢查及X光檢查監控、測量及調節填充量,以符合嚴格的劑量與法規規範。

  • 品質與完整性檢查:檢查稱重、視覺檢查及X光檢查進行完整性檢查,確保藥品包裝符合法規,並向消費者提供安全且完整的產品。

  • 標籤品質檢查:視覺檢查用於標籤品質控制,以偵測標籤相關缺陷並降低產品召回風險。


METTLER TOLEDO的產品檢驗 解決方案專為高效率製藥環境設計,提供:

  • 符合GMP標準的系統,能輕鬆整合進現有路線。

  • 可追溯的績效驗證以提升審計準備度。

  • 在規格與鑑定過程中提供支援,從評估合適的應用、選擇合適的產品測試設備與專業安裝,到專用的設備鑑定包(EQpack)以促進高效的驗證流程。

這些系統不僅保護產品品質,也強化品牌誠信,並協助FDA、EMA及全球衛生當局等機構遵守法規。

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