2022年11月，“ICH Q13 原料藥和制劑的連續(xù)制造“的發(fā)布意味著連續(xù)流制藥的方法被正式納入國際藥品監(jiān)管指南之中，推動制藥企業(yè)采用連續(xù)工藝，提高生產(chǎn)過程的靈活和可控，提高效率和質(zhì)量。在ICH Q13中也明確提到了連續(xù)流制藥過程中部署PAT技術(shù)的必要性。FDA提出的PAT技術(shù)包括3種類型：近線檢測（at-line）、在線檢測（on-line）、線內(nèi)檢測（in-line）。PAT研究的分析工具包括光譜技術(shù)、動態(tài)光散射技術(shù)、核磁共振、氣相色譜、液相色譜、質(zhì)譜等技術(shù)。目前在制藥研究中應(yīng)用多的是近紅外光譜、拉曼光譜技術(shù)。

液相色譜作為制藥行業(yè)產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量屬性分析的重要技術(shù)，基于液相色譜的分析可以同時檢測不同濃度的多個組分，且在定量分析的靈敏度、線性/動態(tài)范圍和分離度方面均優(yōu)于光譜技術(shù)。如果能有效地將液相色譜技術(shù)作為PAT手段整合進(jìn)入制藥工作流，對于提升效率和質(zhì)量、降成本具有非常重要的作用。但是由于液相色譜技術(shù)的特殊性，也提升了對系統(tǒng)整合的要求。

• on-line工作模式 — 自動取樣，支持在線稀釋，支持Load ahead模式

圖6. on-line工作流程圖

由于連續(xù)流反應(yīng)工藝能夠快速生成大量產(chǎn)物，基于HPLC的傳統(tǒng)構(gòu)成檢測（IPT）/過程中控制（IPC）不適合這種快速生產(chǎn)工藝。本案例利用PATROL UPLC過程分析系統(tǒng)對生產(chǎn)160 kg藥物中間體的連續(xù)流反應(yīng)工藝進(jìn)行過程監(jiān)測分析。在線UPLC分析模式幫助工藝開發(fā)人員在更短的時間內(nèi)獲取有關(guān)產(chǎn)品和低濃度雜質(zhì)的定量信息，于此同時還能改變工藝參數(shù)，幫助確定優(yōu)化連續(xù)化學(xué)反應(yīng)所需的關(guān)鍵參數(shù)。

由于在工藝放大實驗室（LSL）中生產(chǎn)一批產(chǎn)品，觀察到反應(yīng)顏色變化，該現(xiàn)象在少量反應(yīng)時未發(fā)生，導(dǎo)致傳統(tǒng)光譜型PAT工具不適用。改用PATROL UPLC后，迅速決定通過改變試劑流速來控制雜質(zhì)形成量，成功將產(chǎn)品損失維持在低水平。從反應(yīng)器中采集淬滅后的連續(xù)反應(yīng)樣品，使用PSM自動稀釋，從樣品信息錄入Empower到完成積分并生成報告，PATROL UPLC系統(tǒng)耗時3 min。

研究人員一直在持續(xù)探索使用在線液相分析技術(shù)用于連續(xù)流生物反應(yīng)器的關(guān)鍵質(zhì)量屬性的監(jiān)測。PATROL UPLC中過程分析進(jìn)樣器（PSM）采用與分析流路隔離的過程樣品上樣流路，更利于與生物反應(yīng)器的連接，但是直接從反應(yīng)器采集的過程樣品無法直接進(jìn)入PATROL UPLC進(jìn)行分析，需要提前脫除反應(yīng)液中的細(xì)胞組分，所以本研究中采用FISP Probe進(jìn)行過程樣品預(yù)處理后，再導(dǎo)入PSM進(jìn)行上樣。作為一種新的分析方法引入關(guān)鍵質(zhì)量屬性測定，需要與傳統(tǒng)方法進(jìn)行結(jié)果準(zhǔn)確性比對，本研究也設(shè)計了off-line和at-line實驗，用于驗證on-line方法測定結(jié)果的可靠性。

圖10. 生物反應(yīng)器中on-line, at-line和off-line工作流采樣和分析流程圖。