博腾分析研发与质量控制技术在药物开发中的应用与案例研究

  本白皮书详尽介绍了博腾在药物研发（Analytical R&D）与质量控制（QC）的深厚能力，涵盖分析研究与开发的每个方面。重点展示了博腾在方法开发、结构解析以及方法开发问题诊断的专业经验，以确保在药物开发与生产的全部过程从始至终维持最高标准的质量和效率。

  在药物开发的CMC（化学、生产和控制）过程中，常需要应对多个挑战，包括紧迫的时间表、有限的预算以及严格的监督管理要求。本白皮书概述了我们在分析方法开发和方法验证方面的策略，并详细说明了博腾如何在面对这些挑战时实现有效的平衡。

  结构解析是博腾分析团队的核心能力之一。结构解析是指确定化合物中的原子排列顺序及组成的过程。这一能力对博腾的服务至关重要，可帮助客户分析其订单中产品的已知和未知成分。博腾组建了一支世界顶尖的结构解析团队，配备最先进的仪器设施，能够解决最具挑战性的结构解析难题。

  分析方法开发与验证是一个动态过程，必须根据化合物的特性及其所处的药物研发阶段进行定制化设计。博腾的解决方案能确保所开发的方法始终符合预期用途，并能灵活适应药物研发各阶段一直在变化的需求。

  在工艺开发初期采用通用HPLC方法快速评估反应是否完成，最大限度降低分析方法开发和样品检测成本。

  方案：从原料药(DS)方法开发入手，再逐步纳入起始物料和中间体以评估整体方法适用性，并根据自身的需求进行优化。

  方案：开发能有效分析所有阶段的一体化方法，减少重复操作和人为错误，提高效率。

  方案：保持相同色谱柱和流动相组合，采用更短的梯度程序，最大限度减少误差并提高每台仪器的使用效率。

  方案：在酸水解、碱水解、氧化、热解、光降解条件下进行强制降解试验，至少在一种条件下产生5-20%的降解产物，并确保该方法有充足专属性。识别潜在降解产物并确保分析方法能够准确测定这些产物的含量。

  方案：采用配备电雾式检测器(CAD)的HPLC系统增强弱/无紫外吸收化合物的检测灵敏度。博腾已在多个项目中积累了丰富的实践经验，以确保开发出的HPLC-CAD方法具备良好的稳定性和可靠性。

  目标：通过统一原料药(DS)、制剂(DP)及设备清洁验证的分析方法，简化并优化流程。

  方案：由同一团队并行开发DP与DS分析方法，完整继承DS方法开发经验，避免方法转移过程中也许会出现的偏差。

  应用1：内标法 - 当待测物对照品不可得时，加入已知市售对照品(如1,3,5-三甲氧基苯)作为内标进行定量分析

  应用2：外标法 - 使用已知组分的对照品(如三氟乙酸对照品定量残留TFA)，为色谱法难以分析的化合物提供快速替代方案。适用对象包括但不限于：响应弱、保留差或溶液稳定性差的化合物

  应用3：相对定量法 - 通过氢谱积分将摩尔百分比换算为重量百分比，实现两组分相对定量。

  分析方法开发与验证的全面性在很大程度上取决于于药物研发的不同阶段。作为药物开发的重要组成部分，分析方法的开发常常要从零开始，并与工艺开发同步进行。

  下图展示了如何从最初的路线探索研发阶段到毒理批次交付，再到GMP生产的不同研发阶段应用“分阶段开发策略”。关键考量因素也从最初的反应监测，逐步扩展到杂质谱分析、方法稳定性评估以及满足监督管理要求。在每一阶段，都需要评估若干关键参数，以确保方法的科学合理性，并在必要时满足监管要求。

  跨学科团队协作与先进分析技术是获得高可靠性结构鉴别判定结果的关键：博腾组建了由分析科学家与有机化学家组成的多学科团队，配备全套先进仪器（包括低温探头核磁、高分辨质谱、快速色谱、制备型高效液相色谱、超临界流体色谱等），并通过紫外、质谱和核磁等多维分析技术进行互补分析验证。通过常规开展对照品及相关杂质的结构鉴别判定工作，为工艺开发、GMP生产以及杂质去向和清除研究提供支持。此外，博腾还成功完成了多项具有挑战性的独立结构鉴别判定项目，具体案例如下：

  使用高分辨质谱(HRMS)和配备低温探头的500 MHz核磁共振仪对获得的亚毫克级杂质进行分析。

  基于高分辨质谱(HRMS)和核磁共振(NMR)数据提出结构假设。通过与对照品比对验证其结构。该杂质为首次报道的新型可浸出物。

  该连接子-载荷复合物的分子量接近2000道尔顿（Da）， 分子结构复杂。

  同时由于三组C-N键的旋转受限产生8种潜在旋转异构体，导致核磁谱峰展宽严重且信号重叠显著，使得核磁图谱更为复杂，核磁解析极具挑战性。

  通过全面的二维核磁共振实验（包括COSY、TOCSY、ROESY、HSQC和HMBC），成功解析了复杂的ADC Linker连接子--载荷结构的化学构型。

  分析方法故障排除是博腾内部方法开发中的常规环节，旨在满足方法在不同阶段的要求。此外，博腾也承接针对第三方开发的分析方法的独立故障排查项目。

  二聚体杂质在“原方法”和“新方法”条件下存在不同的质子化状态，预测“新方法”条件下会形成一种新的质子化形式。该结果解释了当采用新方法时，此新杂质的相对保留时间(RRT)从1.25变为0.93的原因。

  优化内容有：调整紫外波长、减少进样量、提高流动相离子强度，以及筛选替代色谱柱。

  优化条件下观察到更多新杂质，同时通过高分辨质谱（HRMS）对新杂质进行了结构鉴定。

  在使用现行USP/NF和Ph.Eur方法建立聚乙二醇（PEG）中残留环氧乙烷的检验测试能力时，观察到一个明显的超出品质衡量准则（OOS）情况。

  通过优化现行USP/NF和Ph.Eur方法，实现了环氧乙烷与甲酸甲酯两个共洗脱峰的分离。

  本项研究已发表于《药物与生物医学分析杂志》（2023年第235卷115613页）题为《聚乙二醇（PEG）的分析方法开发、验证及超出品质衡量准则（OOS）调查》。

  在制备原料药（DS）检测用对照品时，通常需考虑以下关键要素：理想的质量、充足的供应量及合理的成本。为确保达成这些目标，通常采取以下措施：

  制定内部标准操作规程（SOP），确保对照品（RS）的认证、使用和分发过程规范一致。

  根据对照品的预期用途和现有制备工艺，计算所需数量及相关成本，并制定相应计划。

  采用高分辨质谱（HRMS）、核磁共振（NMR）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）做全面的结构确证。

  通过X射线粉末衍射（XRPD）、差示扫描量热法（DSC）和单晶X射线衍射进行固态表征。

  使用高效液相色谱（HPLC）检测相关杂质，采用手性HPLC分析对映异构体/非对映异构体杂质。

  制定用于稳定性试验箱控制和监测的内部标准操作规程（SOP），以及稳定性研究相关SOP。

  本文概述了博腾在分析方法开发各环节的标准化实践和工作流程，充足表现了其提供专业和高效经济解决方案的能力。结合多个典型案例剖析，充分印证了博腾在结构解析领域的顶尖技术水平，以及应对分析方法全生命周期复杂挑战的卓越能力。

  作为化学、制造和控制（CMC）领域的核心参与者，博腾凭借深厚的技术沉淀与丰富的行业经验，已成为客户实现分析与质量控制需求的理想合作伙伴。依托专业的分析团队和持续的优质服务，助力客户以高效、精准的方式，简化分析开发流程、攻克技术难题，共推让好药惠及大众！