汇总|生物制药生产过程中常见问题及解决办法

创业   2024-11-05 09:52   江苏  
一、
细胞培养环节




污染问题




微生物污染这是细胞培养中最常见的问题之一,包括细菌、真菌、支原体等污染。细菌污染会使培养液变浑浊,真菌污染可在培养液表面或细胞上形成白色或有色的漂浮物,支原体污染较难发现,但会影响细胞的生长特性和功能。


解决办法严格遵守无菌操作规范,包括使用无菌的培养基、耗材和在无菌环境下操作。定期对培养环境、仪器设备进行消毒和检测。对于怀疑有支原体污染的细胞,可以使用专门的支原体检测试剂盒进行检测,若存在污染,可使用抗生素处理(如对于支原体污染,可用环丙沙星等,但要注意抗生素对细胞可能的副作用)或直接丢弃污染的细胞。





细胞生长异常




生长缓慢或不生长可能是由于培养基成分不合适、培养条件不佳(如温度、pH、氧气含量等)、细胞老化等原因。 


解决办法检查培养基配方是否正确,包括营养成分、生长因子等的浓度。确保培养箱温度、二氧化碳浓度和湿度的准确性,对于贴壁细胞,还要检查培养器皿的表面处理是否适合细胞贴附。若细胞老化,可考虑复苏新的细胞株。


 细胞凋亡或坏死增加可能是由于有毒物质的存在、培养过程中的机械损伤、应激反应等。 


 解决办法避免使用含有内毒素的培养基和试剂,减少细胞操作过程中的物理损伤,如轻柔吹打。优化培养条件以降低细胞应激,例如控制温度变化速率和减少培养液的更换频率(如果频繁更换培养液对细胞产生应激的话)。 

二、
蛋白纯化环节




蛋白降解问题




原因蛋白酶的存在是导致蛋白降解的主要原因,这些蛋白酶可能来自于宿主细胞本身或者在生产过程中引入。


解决办法在纯化过程中添加蛋白酶抑制剂,如 PMSF(苯甲基磺酰氟)、EDTA 等。优化纯化流程,尽量缩短操作时间,降低蛋白在不利于稳定的环境中的暴露时间。同时,确保低温操作,因为低温可以降低蛋白酶的活性。





纯度不达标




杂质过多可能是由于细胞裂解不完全,导致目标蛋白没有充分释放,同时有大量的细胞碎片和其他杂质残留;或者在纯化过程中,选用的纯化方法对目标蛋白的特异性不强,使得其他杂蛋白与目标蛋白一起被纯化出来。


 解决办法优化细胞裂解方法,如调整裂解液的成分、增加裂解时间或强度。对于纯化方法,可以尝试多种不同的层析技术组合,如离子交换层析、亲和层析、凝胶过滤层析等,以提高目标蛋白的纯度。同时,在每一步纯化后进行纯度检测,如 SDS - PAGE 电泳,以便及时调整纯策略。

三、
制剂环节




药物稳定性问题




物理稳定性在制剂过程中,药物可能出现沉淀、聚集、分层等现象,影响药物的质量和疗效。例如,蛋白类药物在高浓度下容易发生聚集。


解决办法优化制剂配方,添加合适的稳定剂,如糖类(蔗糖、甘露醇等)、表面活性剂(吐温 80 等)。控制制剂过程中的环境条件,如温度、pH 和离子强度,确保这些条件在药物稳定的范围内。对于易聚集的蛋白药物,可以通过优化制剂工艺,如采用温和的搅拌方式、避免剧烈震荡等。 


化学稳定性药物可能发生氧化、水解等化学反应,导致药物活性降低。例如,一些含有巯基的蛋白药物容易被氧化。


 解决办法添加抗氧化剂,如抗坏血酸、谷胱甘肽等,防止药物氧化。对于易水解的药物,可以调整制剂的 pH 值至药物最稳定的范围,同时避免制剂中存在可能促进水解的成分。





给药途径相关问题




例如对于注射剂,如果药物的粒径不合适,可能会导致注射部位疼痛、炎症或者药物吸收不良。


解决办法对于注射剂,严格控制药物的粒径和分散度。通过微粉化技术、纳米技术等手段调整药物粒径,同时优化制剂的黏度和渗透压,提高药物的可注射性和患者的顺应性。对于其他给药途径,如口服制剂,要考虑药物在胃肠道的稳定性和吸收问题,可采用包衣、脂质体包裹等技术来保护药物并促进吸收。


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