应用专题 - 蛋白质制剂粘度测定

蛋白质药物包括多肽、基因工程药物、单克隆抗体、基因工程抗体、重组疫苗等，与传统的小分子合成药物相比，蛋白质药物具有高活性、特异性强、低毒性、生物功能明确、有利于临床应用等特点。由于其成本低、成功率高、安全可靠，已成为医药产品中的重要组成部分，广泛应用于治疗诸如癌症、感染性疾病、炎症、神经性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病等各种人类疾病。

由于生物半衰期短，生物利用度不高，不易通过生物屏障等因素限制，蛋白质制剂的基本剂型为注射剂和冻干粉针剂。药物溶液或混悬液一般通过胃肠外途径注射给药，注射方式包括静脉（IV）输注、皮下（SC）或肌内（IM）注射等。与静脉输注相比，皮下或肌内给药方式可有效减少给药时间，降低治疗成本，提高患者顺应性且改善患者和医疗服务提供者的方便性。皮下（通常低于约2ml）或肌内（通常低于约5ml）注射需要小体积，所以必须对蛋白质溶液进行浓缩以提高制剂的有效蛋白质剂量。随着浓度的增加，蛋白质分子在溶液中会发生聚集、变形、交联、脱酰胺、异构化、氧化及剪裁等现象，导致粘度呈现近似指数及的上升。过高的粘度会增加蛋白质制剂的制备及使用难度，导致患者注射部位的不适反应，在一定程度上影响蛋白质制剂的物理和化学稳定性。由于蛋白质的高粘度和其他性质所带来的问题，多种药学上重要的高分子量蛋白质诸如单克隆抗体目前经由静脉输注给药的方式递送高剂量的蛋白质。

通过添加粘度降低剂，降低蛋白质制剂的粘度有助于提高泵送、浓缩、过滤等加工工艺的效率；降低制剂的注射力，改善制剂的可注射性和/或患者顺应性、方便性和舒适性，避免引起给药部位的刺激迹象；增加制剂中蛋白质的浓度及给药灵活性，降低蛋白质的给药频率；提高制剂的生物利用度；影响药物动力学，有效降低给药剂量的Cmax（指在给药剂量后且在给药后续剂量前的大血浆浓度），使制剂毒性降低。因此，优化蛋白质制剂的配方，降低溶液粘度，是蛋白质药物开发中至关重要的。

本文使用DV2T锥板粘度计（如图1所示）测量一种高浓缩低粘度的液体蛋白制剂的粘度。帮助用户建立蛋白质制剂的生产及制备工艺过程中产品质量控制的粘度测试方法。TC-650 AP水浴循环系统用于控制样品温度（测试温度为25℃），Rheocalc T软件连接主机，进行程序编辑及数据采集，绘制粘度变化曲线。

锥板粘度计适用于微量样品的粘度测试，测试所需样品体积仅为0.5-2.0 mL（具体的样品量与所使用的转子型号相关），可有效节约测试成本；锥板粘度计使用锥形转子及配套的样品杯，可以计算的剪切率和剪切应力，得到粘度；样品杯中内置RTD温度探针，通过外接循环水浴，可实现测试过程中样品温度的控制和测量；由于样品量很少，可快速恒温，有效提高测试效率。TC系列循环水浴系统的控温精度高可达0.01℃，为粘度测试提供准确及稳定的温度条件。

       首先，根据粘度计操作手册调节锥板粘度计的转子与样品杯之间的间隙，然后吸取一定量的液体蛋白质制剂于锥板粘度计的样品杯中，连接粘度计主机和TC-650 AP水浴循环系统，设置测试温度为25℃。在Rheocalc T 软件上编辑相应的测试程序，待样品温度稳定后开始测量。

       选择“Multi Point”模式进行数据采集，在2 min的测试时间内总共采集了12个数据点，观察测试过程中数据读取及温度控制的稳定性。根据图2可知，使用水浴控温时，测试稳定性非常好，12个数据点的粘度平均值为26.19 cP，RSD仅为0.05%。扭矩读数平均值为43.6%，可以使用该测试方法进行产品的粘度控制。

作为的粘度计/流变仪生产商之一，AMETEK - Brookfield一直致力于为广大用户提供质量稳定可靠，测量度高，测量重复性好的产品。Brookfield粘度计的测量精度可以达到全量程测量范围的±1%，重复性可以达到±0.2%，是实验室开展质量控制及产品研发的理想选择。针对不同行业的粘度测试需求，提供个性化的解决方案，适应各种行业用户的分析需求。

RST 流变仪可以进行全面的流变学测试，在质量控制和研发领域均可进行的流变分析。RST系列流变仪具有控制剪切率和剪切应力两种模式，尤其适合于测量非牛顿流体在稳态流动下的粘度、流变曲线等特性。另外，它还可以测量非稳态剪切流动和蠕变状态下的粘弹性、屈服应力以及触变性等流变特性。