生物制药开发早期的粘度测量新方法概述（一）
对于研究人员在制药，特别是生物制药的预配方开发阶段所面临的诸多分析难题中，粘度的测量尤其重要。能够在生物制剂研制的早期准确确定粘度，对于后续研制阶段中降低失败候选样品数量起到关键的作用。对于样品量极少的贵重样品，依据配方条件（通常是浓度很高的情况下）进行测量时，测量的难度尤其巨大。
常规的粘度测方法在上述情况下往往不能进行。除了样品量很少外，人们越来越多地需要在同一只小样本上进行高通量多参数的自动化测量。本文介绍了紫外区域成像技术在生物制剂粘度和分子大小的自动测量方面的应用及其相比于传统技术所具备的优势。
开发可注射的生物疗法
在生物疗法的开发中，药物的疗效和患者的体验是十分关键的因素。由于大多数生物分子都无法经受胃肠道路线的严酷环境，通常会采用静脉注射、肌肉注射或皮下注射的给药方法。活性分子的浓度必须相对较高，通常超过100 mg/mL，以补偿其较短的血浆半衰期。最大的难题之一是，如何开发可以低剂量注射的高浓度配方，以达到最大的有效性，并提高患者舒适度。因为在生物制药中，高浓度往往意味着高粘度以及肠外给药带来的潜在问题。
生物制剂配方是一个极具吸引力的领域，而对这个领域的认识以及可以支持其发展的分析工具体系的发展也十分迅速。然而，这其中有一个测量方面的难题直到现在才完全得到解决，即怎样在开发的早期阶段对低粘度特性或不符合规定粘度范围的配方进行筛选。包括旋转流变仪和标准毛细管粘度计在内的传统粘度测量技术不太适合生物制药早期开发的需求，其原因是必须用极少量的珍贵样品进行多种测试，而这类测试对微量分析、高通量和样品回收的要求都非常高。现在有一种新的方案可以解决上述这个测量难题，它是将紫外区域成像与微毛细管粘度计相结合，为生物制药配方提供快速、高通量和非破坏性的粘度和分子大小测量。在开发过程的较早期阶段对粘度进行可靠测量，开启了挑选具有更好可注射性候选生物治疗制剂的可能性。
用紫外区域成像方法用于粘度和尺寸测量
在这一应用中，紫外区域成像被用于监测紫外活性样品通过微毛细管过程中吸光率随时间变化的情况，这些样品包括蛋白质、多肽和其它含紫外发色团的分子等。长期以来，毛细管粘度计的检测方法是通过简单测定药物从端口到检测器的时间来确定样品粘度，但由于一直受进样时间误差的影响，容易导致随后的计算中出现重大错误。新的系统采用双通道毛细管设计，样品通过毛细管分先后两次流经紫外检测窗，从而可以准确检测样品两次经过窗口的时间，进而准确测得样品的粘度。对样品粘度和尺寸的分析都是基于两个窗口之间的时间变化而得出的。
在已知恒温恒压下，样品的粘度可以参比已知粘度的样品，通过检测样品两次经过UV 检测窗口之间的时间得到。样品检测可以通过使用UV 成像阵列，按照具体样品的吸收率范围，对样品进行一系列的单独快照来实现。用信号处理算法测定样品的粘度，并选取适当的时间位移，对前述快照的平均状态进行综合计算，再转换成精确的粘度、分子大小和浓度测量值。
测定依赖于特定分子的独特紫外吸收而不是其物理特性。这个特点使其能对极低的样品量进行测量——对粘度测量而言，样品体积小于10 微升；而对尺寸测量，样品体积则小于10 纳升。由于紫外分析技术对于样品没有伤害，因而可以对分析过的样品进行回收。与之相对，传统的流变技术虽然能测量蛋白质样品粘度，但同时对样品剪切变稀；在样品与空气接触的界面，剪切、蛋白吸附和变质的影响更加严重。
图2 对旋转流变仪与基于紫外区成像的粘度计进行了比较，结果表明两种技术在对样品的影响方面存在着明显差异。微毛细管分析技术观察不到剪切变稀现象，这表明在旋转流变测量中所发生的剪切变稀可能是由于空气-样本接触界面的松散结构所造成的。
紫外线区域成像系统中，全封闭的微毛细管中不存在样品和空气的接触问题，可防止样品在分析过程中受到损坏或污染，从而可以实现样品的再利用。结合高通量分析的能力，紫外线区域成像特更加适用于生物治疗的早期筛查。
