深度访谈 | 利用 PAT 与 Ramina 在线监测生物制药研发过程（下篇）

过程分析技术（PAT）是美国食品药品管理局针对制药业制定的一项质量保证计划，要求制药厂商据其控制关键的过程参数（CPP）。

如果制造商需要确保各产品的成分含量一致（如水分和结构），先要确保制造设备的性能和运行保持一致才有意义。因此，PAT的主要目标是通过严格动态控制CPP和CQA（关键质量属性）确保交付产品的一致性，以抵补原材料和设备的可变性，同时减少浪费和成本。

在这次访谈中，News-Medical Life Sciences对话Thermo Fisher Scientific讨论了过程分析技术以及使用他们最 新的过程分析仪（Thermo Scientific™ Ramina™ 过程分析仪）监测在线研发生物制药的过程。

Q8

实施PAT解决方案（如Ramina™过程分析仪）是否会对制造过程产生积极影响？

是的，确实如此，例如，我们最近有一个Ramina™过程分析仪系统与传统的自动化离线分析仪进行比较的真实案例。这项研究为期4个工作周，并考虑到了哺乳动物细胞系上游批次监测的成本。借助Ramina，可以使用单一系统监测葡萄糖、pH、气体分析、VCD和细胞活力等关键过程参数。

这种方法有助于对生物过程进行快速的实时监控，并实际取得了积极成果。在成本方面，我们仅讨论葡萄糖一项，每年就可以节省80,000美元。如果考虑到其他因使用Ramina™过程分析仪而被取代的关键过程参数测试，则每年可节省300,000美元。

掌握这些知识后，即可轻松地做出有关优化研发人员和仪器资源（包括由此产生的资源浪费）的决策，尤其是当您正在执行过程改进以及了解您当前的业务成本时。

利用Ramina™过程分析仪作为一种小型、易于使用和可获得的Raman PAT系统的独特性，打造引人瞩目的业务环境，还可以将Thermo Fisher Scientific视作值得信赖的援助来源和资源加以利用。

Q9

请概述用户能够通过Ramina™过程分析仪获得的性能和实际应用类型？

Ramina™过程分析仪可用于生物制药行业的各种应用，包括上下游过程，例如蛋白质和核酸的纯化，甚至用于成品的鉴定和表征。

在生物反应器中监测和运行传统过程时存在着挑战。生物反应器广泛用于整个生物制药行业，例如单克隆抗体的制造过程，而Ramina™过程分析仪可以帮助克服其中的一些挑战。

Q10

在监测和运行生物反应器时遇到的主要挑战是什么？

监测生物反应器的过程需要专人负责提取样本，然后运行仪器以进行离线测量。该过程涉及资源和时间，该过程面临着严峻的挑战。例如，在此过程中代谢物水平可能发生波动。然后，生物反应器中的代谢物水平可能会明显改变，或者生物反应器有时可能会处于次优的操作条件，最 终可能导致产品质量下降。

运行传统生物反应器时遇到的另一大挑战是污染。提取样本时，无菌生物反应器会与环境因素接触并增加了污染风险。在Thermo Fisher Scientific，我们往往基于拉曼技术为这些问题提出解决方案，这正是Ramina™过程分析仪的用武之地。

Q11

请解释Ramina™过程分析仪将如何直接应对这些挑战？ 

最 近，我们运行了两个不同的5L生物反应器。将Ramina过程分析仪与生物反应器整合，以进行连续监测。我们按照通常在传统生物反应器中进行的方法采集样本，以测量参考仪器。

然后，使用交叉检验法构建的单一模型对Ramina™过程分析仪收集的光谱进行预测，以获得预测值。

我们获得了葡萄糖、谷氨酰胺和谷氨酸的三组数据。来自Ramina™过程分析仪的预测值是实时预测值，与参考值的相关性良好。参考测量值与Ramina™过程分析仪产生的测量值极为相似。以数据表示，所有这些相关性系数都接近95%，有些参数的相关性系数甚至达到99%左右。

Q12

系统将如何处理数据并确保监测能力的连续性和一致性？

首先，我们来看看控制这项技术的数据点数目。传统系统中大约有45个数据点用于控制这台生物反应器。借助Ramina™过程分析仪进行连续监测时，有超过9,000个点来监控这些反应。

想象一下，测量过程中出现问题的场景。按照惯例，除非您手动执行额外的测量，否则根本不知道所添加的葡萄糖数量。再想象一下出现了问题、分析人员不在场或发生某些事情导致无法进行额外测量的场景。

如果生物反应器处于次优的操作条件，可能会导致产品质量差。使用Ramina™过程分析仪实现连续监控过程即可轻松应对这一问题。Ramina™过程分析仪甚至可以实时测量细胞活力，从而立即做出决策。

我还想提一下预测误差，因为我提到了我们在用例研究中使用单一模型来预测两个不同生物反应器的结果。两个生物反应器的预测结果之间存在密切相关性，表明使用单一模型即可预测两个不同的生物反应器。

Q13

Ramina™过程分析仪与其他系统或器械的兼容性如何？

在谈论模型的可转移性时，还存在另一个明显的问题，使用一种仪器构建的模型能否转移到其他多种仪器上？出于对客户的关心，我们构建了一个包含大量数据的校准模型，用于监测生物反应器。

为了证明这一点，我们创建了一个模型来预测细胞培养物中的葡萄糖、谷氨酰胺和乳酸含量。它不含生物活性物质，但可以模拟生物反应器中存在的代谢物。然后，我们创建了8份各不相同的确认集样本。

使用这8份样本制备了葡萄糖、谷氨酰胺和乳酸盐的不同组合。然后，我们使用10台仪器来测量这些样本。我们获得了10种不同仪器的相关性数据，证明模型可以从一种仪器转移到另一种仪器，从而再次证明了Ramina™过程分析仪的性能。装置之间的模型转移不需要任何复杂的校准数据转移工作。该模型内置于一台仪器中，可以转移到其他多种仪器内。

Q14

您还有需要补充或提及的可能让我们读者感兴趣的内容吗？

Ramina™过程分析仪能够同时监测多种代谢物，减少了对离线分析的需求，并通过自动化帮助优化细胞生长和最 终产量。

Ramina™过程分析仪是一款简单易用的拉曼仪器，在提高研发和生产产量的同时还能提供节省和削减成本的可能性。Ramina™过程分析仪能够实现更好、更快地制定决策。

随着Thermo Fisher Scientific在生物制药领域的不断扩张，它一直致力于提供这些关键技术和服务。公司与其他公司合作开发特制的应用程序和硬件并推向市场，以及进一步深化合作伙伴关系。

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