Differentiating Biopharmaceutical Raw Materials Using Spatially Offset Raman Spectroscopy

Význam tématu

Zajištění kvality a rychlá identifikace surovin v biotechnologické výrobě je klíčová pro prevenci kontaminace a zachování kontinuity produkce. Efektivní kontrola na vstupu minimalizuje rizika spojená s nevhodnými či kontaminovanými materiály.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo demonstrovat schopnost přenosného Ramanova přístroje Agilent Vaya využívající Spatially Offset Raman Spectroscopy (SORS) k rychlému a spolehlivému rozlišení pěti tříd biotechnologických surovin přímo skrze jejich obaly bez nutnosti odběru vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace Agilent Vaya Raman handheld spectrometer se SORS konfigurací pro analýzu pod vrstvou obalu
• Měřené třídy surovin: biologické pufry (HEPES, CHES, TRIS), surfaktanty (Triton X100, PEG, Polysorbate 80), aminokyseliny (alanin, fenylalanin, glycin), suchá kultivační média (Ham’s F10, RPMI-1640) a anorganické soli (fosfáty)
• Měřicí podmínky: pokojová teplota, okolní osvětlení, jedno skenování do 35 s

Hlavní výsledky a diskuse

• U pufrů byly identifikovány charakteristické Ramanovy pásy v oblasti 600–1300 cm-1, umožňující jednoznačné rozlišení HEPES, CHES a TRIS
• Aminokyseliny vykazují specifické pásy: 852 cm-1 (alanin), 1005 cm-1 (fenylalanin), 894 cm-1 a 1327 cm-1 (glycin)
• Surfactanty se odlišují pásy ~1615 cm-1 (Triton X100) a ~1650 cm-1 (Polysorbate 80)
• Suchá média odlišena na základě obsahu Raman aktivních složek, přičemž SORS umožňuje získat spektra médií přímo skrze obaly
• Anorganické fosfáty byly rozlišeny nezávisle na úrovni protonace a typu kationtu

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje redukci času kontroly surovin z hodin na desítky sekund, eliminuje nutnost otevírání obalů a zjednodušuje proces přejímky materiálů, čímž snižuje riziko kontaminace a logistické náklady.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření knihoven spekter o další třídy surovin a polymery
• Integrace SORS do procesní analytické techniky (PAT) pro online monitoring
• Použití umělé inteligence pro automatizovanou analýzu spekter a prediktivní kontrolu kvality

Závěr

Přenosné SORS spektrometrické řešení Agilent Vaya prokázalo schopnost spolehlivě diferencovat biotechnologické suroviny přímo skrze obaly, což výrazně zefektivňuje kontroly surovin a podporuje bezpečnost výrobních procesů.

Reference

• Chess EK a kol Contamination of heparin with oversulfated chondroitin sulfate Handb Exp Pharmacol 2012 207 99–125
• Raman Spectra of Amino Acids and their aqueous solutions Spectrochim Acta Part A 2011 78 1187–1195