秦孫星 張昕蓓 劉志

摘 要 分別采用純化水、1 mol/L醋酸溶液（pH=3）、4 mol/L氯化鈉水溶液和10%聚山梨酯80溶液對(duì)一次性?xún)?chǔ)液袋于40 ℃進(jìn)行70 d提取，提取樣品通過(guò)電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）、超高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)器-質(zhì)譜儀（UPLC-DAD-MS）、氣相色譜-質(zhì)譜儀/火焰離子檢測(cè)器（GC-MS/ FID）和頂空進(jìn)樣-氣相色譜-質(zhì)譜儀（HS-GC-MS）進(jìn)行雜質(zhì)元素、不揮發(fā)物、半揮發(fā)物和揮發(fā)物、小分子揮發(fā)物等可提取物的分析測(cè)試。結(jié)果顯示一次性?xún)?chǔ)液袋有微量未知物質(zhì)溶出。

關(guān)鍵詞 生物制藥 一次性?xún)?chǔ)液袋 可提取物

中圖分類(lèi)號(hào)：R944.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-1533（2018）21-0075-04

Analysis of extractables in single-use bags in biopharmaceutical process

QIN Sunxing*， ZHANG Xinbei， LIU Zhi

（Shanghai Lepure Biotech Co.， Ltd.， Shanghai 201612， China）

ABSTRACT Single-use bags were extracted for 70 days at 40 ℃ by purified water， 1 mol/L acetic acid solution （pH=3）， 4 mol/L sodium chloride solution or 10% polysorbate 80 solution， respectively. The impurity elements， non-volatiles， semivolatiles and volatiles， small molecule volatiles and other extractables in the extracts were analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS）， inductively coupled plasma atomic emission spectrometry （ICP-OES）， UPLC-DAD-MS， gas chromatography- mass spectrometer/flame ion detector （GC-MS/FID） and headspace injection-gas chromatography-mass spectrometry （HS-GC-MS）， respectively. The results showed that there was a trace amount of unknown substance dissolved in the single-use bags.

KEy WORDS biopharmaceutical； single-use bag； extractables

一次性?xún)?chǔ)液袋的應(yīng)用在我國(guó)起步較晚，和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定差距，但是，一些成功使用的實(shí)踐已為我國(guó)制藥企業(yè)使用它提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，一次性?xún)?chǔ)液袋已經(jīng)廣泛應(yīng)用于液體儲(chǔ)存、液體轉(zhuǎn)移和混勻工藝。藥液在直接接觸一次性?xún)?chǔ)液袋的過(guò)程中，膜材質(zhì)的殘留單體、添加劑或降解產(chǎn)物可能會(huì)遷移、溶出到藥液中，對(duì)人體造成危害。因此，需要對(duì)一次性?xún)?chǔ)液袋進(jìn)行可提取物研究，檢測(cè)儲(chǔ)液袋中可能存在的可提取物種類(lèi)和含量，這對(duì)保障藥品安全有十分重要的意義[1]。

在本研究中，我們選取純化水作為中性、極低離子強(qiáng)度、溫和性溶液的模型溶劑；選取醋酸（1 mol/L，pH=3）作為酸性、較低離子強(qiáng)度類(lèi)溶液的模型溶劑；選取NaCl水溶液（4 mol/L）作為中性、高離子強(qiáng)度類(lèi)溶液的模型溶劑；選取10%聚山梨酯80作為表面活性劑類(lèi)的模型溶劑對(duì)一次性?xún)?chǔ)液袋中的可提取物進(jìn)行檢測(cè)[2]。選取上述四種生物制藥過(guò)程中常用的溶劑進(jìn)行提取檢測(cè)，一方面為了證實(shí)一次性?xún)?chǔ)液袋滿足儲(chǔ)液系統(tǒng)對(duì)密封性的要求，為藥品生產(chǎn)提供儲(chǔ)液預(yù)期的使用功能；另一方面證實(shí)一次性?xún)?chǔ)液袋與大多數(shù)液體具有良好的相容性，即不會(huì)引入存在安全性風(fēng)險(xiǎn)的可提取物，或可提取物水平符合安全性要求[3]。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

Optima 8000電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICPOES）、NexION 300D電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）（鉑金埃爾默公司）；1290 UPLC-DAD和6130 MSD超高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)器-質(zhì)譜儀（UPLC-DAD/MS）、7890B GC和5977A MSD氣相色譜-質(zhì)譜儀/火焰離子檢測(cè)器（GC-MS/FID）、7697A HS和7890B GC和5977B MSD頂空進(jìn)樣-氣相色譜-質(zhì)譜儀（HS-GC-MS）（安捷倫公司）（通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司提供）。

1.2 材料

冰醋酸（分析純，批號(hào)20170930）、聚山梨酯80（化學(xué)純，批號(hào)20170227）、氯化鈉（分析純，批號(hào)20170802、20170620）均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；純化水（Millipore公司）

一次性?xún)?chǔ)液袋（貨號(hào)：SB0500-LEP-2R，上海樂(lè)純生物技術(shù)有限公司），由厚度為0.325 mm的5層共擠薄膜制成，膜的液體接觸層是ULDPE材質(zhì)，中間層是EVOH，最外層是PE。一次性?xún)?chǔ)液袋規(guī)格為500 ml，經(jīng)過(guò)25～45 kGy的伽馬輻照。本次實(shí)驗(yàn)確保除了一次性?xún)?chǔ)液袋袋體本身之外，沒(méi)有外來(lái)污染物存在。

1.3 樣品溶液制備

用于提取的溶液A、B、C、D分別為純化水、1 mol/ml醋酸（pH=3）、4 mol/ml氯化鈉溶液、10%聚山梨酯80，每個(gè)儲(chǔ)液袋中各加入一種溶液301 ml，密封后置于40 ℃提取70 d后待測(cè)；用玻璃瓶替代儲(chǔ)液袋，同法處理作為各自的空白對(duì)照。

1.4 分析方法

運(yùn)用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)試28種元素，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）測(cè)試5種元素，用超高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)器-質(zhì)譜儀（UPLC-DAD-MS）測(cè)試不揮發(fā)性物質(zhì)，用氣相色譜-質(zhì)譜儀/火焰離子檢測(cè)器（GC-MS/FID）測(cè)試半揮發(fā)性和揮發(fā)性物質(zhì)，用頂空進(jìn)樣-氣相色譜-質(zhì)譜儀（HS-GC-MS）測(cè)試小分子揮發(fā)物。上述測(cè)試均委托通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司測(cè)試。

1.5 分析評(píng)價(jià)閾值（AET）

根據(jù)《化學(xué)藥品與彈性體密封件相容性研究技術(shù)指導(dǎo)原則》[4]的建議，AET為一個(gè)閾值，當(dāng)某個(gè)化合物的濃度超過(guò)該閾值時(shí)，化學(xué)家應(yīng)對(duì)該化合物進(jìn)行鑒定、定量和報(bào)告，并且有可能提交到毒理學(xué)家進(jìn)行毒理評(píng)估。研究中若沒(méi)有化合物超過(guò)AET時(shí)，則報(bào)告為無(wú)可報(bào)告的化合物。

本研究的AET被設(shè)立在0.02 mg/cm2。每個(gè)儲(chǔ)液袋的接觸表面積為1 806 cm2，提取時(shí)每個(gè)儲(chǔ)液袋加入提取液301 ml，則AET=0.02 mg/cm2×1 806 cm2=36.12 mg/袋=0.12 mg/ml。

任何超過(guò)AET的化合物會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索或者人工檢查的方式盡可能被鑒定，鑒定程度分為四種：①肯定的 保留時(shí)間和質(zhì)譜與標(biāo)準(zhǔn)品物質(zhì)是相同的；②很可能的有充分的數(shù)據(jù)確定待測(cè)物的組成或者結(jié)果（對(duì)于GC典型的數(shù)據(jù)庫(kù)匹配≥70%）；③不確定的 數(shù)據(jù)不充分，僅顯示和某些分子類(lèi)似；④未知的 沒(méi)有充分的數(shù)據(jù)，無(wú)法對(duì)化合物進(jìn)行定性。

2 結(jié)果

2.1 ICP-MS測(cè)試28種元素及結(jié)果

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量并計(jì)算，4種提取樣品中Co、Cd、Hg的含量為<0.83 ng/cm2，其余25種元素Ni、Cu、Se、Ru、Rh、Pd、Sn、Os、Sb、Ba、W、Ir、Pt、Pb、As、Mo、V、Ti、Cr、Ag、Li、Mn、B、Zn、Al的含量均為<8.3 ng/cm2。任何在提取樣品中檢測(cè)到的元素量均須扣除空白對(duì)照的量，當(dāng)元素結(jié)果小于樣品LOQ溶液時(shí)，元素的結(jié)果報(bào)告為“<樣品LOQ”。

2.2 ICP-OES測(cè)試5種元素

樣品溶液由鉑金埃爾默生產(chǎn)的Optima 8000 ICP-OES進(jìn)行測(cè)試。同法對(duì)一組濃度為0.1 mg/ml、0.5 mg/ml、1 mg/ml和2 mg/ml的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣分析。

通過(guò)混標(biāo)的響應(yīng)對(duì)5種元素進(jìn)行定量并計(jì)算（表1）。任何在提取液中檢測(cè)到的元素均會(huì)扣除控制空白，當(dāng)元素結(jié)果小于樣品LOQ時(shí)，元素的結(jié)果被報(bào)告為小于“<樣品LOQ”。

2.3 UPLC-DAD-MS測(cè)試不揮發(fā)性物質(zhì)

檢測(cè)結(jié)果為無(wú)可報(bào)告的化合物（圖1）。

2.4 GC-MS/FID測(cè)試半揮發(fā)性和揮發(fā)性物質(zhì)

提取液D中有23 ng/cm2的未知化合物，其余提取液中未檢出>20 ng/cm2的化合物（圖2）。

2.5 HS-GC-MS分析小分子揮發(fā)物

3 討論

用4種提取溶劑進(jìn)行了元素和有機(jī)物測(cè)試，共檢測(cè)到3種元素，分別為Ca、Zn和Si，還有1個(gè)含量較低的未知物。Zn在《化學(xué)藥品注射劑與藥用玻璃包裝容器相容性研究技術(shù)指導(dǎo)原則》[5]中規(guī)定的PDE為1 300 mg/d。Ca和Si在ICH7 Q3D元素雜質(zhì)[6]、《化學(xué)藥品注射劑與藥用玻璃包裝容器相容性研究技術(shù)指導(dǎo)原則》和《化學(xué)藥品注射劑與塑料包裝材料相容性研究技術(shù)指導(dǎo)原則》[7]中均沒(méi)有規(guī)定的PDE值，屬于毒性較低的元素。

一次性?xún)?chǔ)液袋具有保護(hù)性、安全性、相容性和功能性，為生物制藥行業(yè)中的液體儲(chǔ)存、液體轉(zhuǎn)移、無(wú)菌過(guò)濾等工序提供了一種更安全、更高效、更靈活的選擇。一次性使用系統(tǒng)（SUS）和組件在臨床和商業(yè)生物制藥領(lǐng)域的用量在近幾年來(lái)有很大的提升，但在實(shí)際應(yīng)用工作中還面臨著巨大的挑戰(zhàn)，例如SUS的使用認(rèn)證、SUS的關(guān)鍵數(shù)據(jù)定義及采集、SUS系統(tǒng)物理化學(xué)屬性不足導(dǎo)致的缺陷引起工藝或操作偏差所屬方的認(rèn)證及賠償問(wèn)題等。這些既屬于風(fēng)險(xiǎn)控制又與使用法規(guī)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題必須具有頂層設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略解決方式。為了確保藥品工藝和藥品質(zhì)量處于連續(xù)不斷的受控狀態(tài)，并能夠持續(xù)改進(jìn)，我們正積極配合制藥企業(yè)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)[8]。

參考文獻(xiàn)

[1] Jenke D， Castner J， Egert T， et al. Extractables characterization for five materials of construction representative of packaging systems used for parenteral and ophthalmic drug products[J/ OL]. PDA J Pharm Sci Technol，2013，67（5）： 448-511.http：//journal.pda.org/content/67/5/448.full.pdf+html.

[2] Product Quality Research Institute（PQRI）. Safety thresholds and best practices for extractables and leachables in orally inhaled and nasal drug products[EB/OL]. （2006-09-08）[2018-02-27]. http：//pqri.org/wp-content/uploads/2015/08/pdf/LE_ Recommendations_to_FDA_09-29-06.pdf.

[3] European Medicines Agency. Guideline on the limits of genotoxic impurities [EMEA/CHMP/QWP/251344/2006][EB/OL]. （2016-06-2）[2018-02-27]. https：//www.gmpcompliance.org/gmp-news/ich-publishes-new-draft-guidelineon-genotoxic-impurities.

[4] 國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局藥品審評(píng)中心. 化學(xué)藥品與彈性體密封件相容性研究技術(shù)指導(dǎo)原則[20161228][EB/OL].（2016-12-30）[2017-09-30]. http：//www.cde.org.cn/zdyz. do？method=largePage&id;=252.

[5] 國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局. 化學(xué)藥品注射劑與藥用玻璃包裝容器相容性研究技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）[2015年第40號(hào)通告][EB/OL]. （2015-07-28）[2018-02-27]. http：//www. sda.gov.cn/WS01/CL0087/126004.html.

[6] International Conference on Harmonization of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use （ICH）. Guideline for Elemental Impurities [ICH Q3D Current Step 5 version] [EB/OL]. （2014-12-16）[2017-09-30]. http：//www.cde.org.cn/policy.do？method=policy_ index&frameStr;=9.

[7] 國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局. 化學(xué)藥品注射劑與塑料包裝材料相容性研究技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）[國(guó)食藥監(jiān)注[2012]267號(hào)][EB/OL]. （2012-09-07）[2017-09-30]. http：// www.sda.gov.cn/WS01/CL0844/75197.html.

[8] International Conference on Harmonization of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use （ICH）. Assessment and control of DNA reactive（Mutagenic） impurities in Pharmaceuticals To Limit Potential Carcinogenic Risk M7 Current Step 4 version[EB/OL]. （2014-06-23）[2017-09-30]. http：//www.ich.org/fileadmin/Public_ Web_Site/ICH_Products/Guidelines/Multidisciplinary/M7/ M7_Step_4.pdf.