特性应用:

冻干粉针、生物制药中的保护剂、稳定剂. Avantor的高纯低内毒素蔗糖 是全球唯一符合cGMP(IH=Q7A)标准的产品。 有多种内毒素标准的产品供不同环境下进行选择。典型用量：5-8%.

蔗糖高纯低内毒素的重要性：

蔗糖，是由葡萄糖和果糖组成的非还原性结晶二糖，许多植物中都含有，但主要从甘蔗和甜菜中作为普通糖提取。高纯低内毒素（HPLE）蔗糖用于生物制药行业，用于整个制剂和冷冻/解冻周期中稳定蛋白质，脂质和碳水化合物。 它也广泛应用于各种基于细胞的生物过程中的冷冻保存和培养基补充。未经测试或不符合标准的糖导致的污染物，包括重金属、微生物和细菌内毒素可能导致蛋白质稳定性差或副作用。

各种碳水化合物，例如葡萄糖，半乳糖，蔗糖和海藻糖二水合物已经广泛用于小分子和蛋白质药物制造、填充剂、制剂药中。这些碳水化合物对于生物制药过程特别重要，因为它们在所有三个主要过程中提供独特的功能：细胞培养，即作为细胞生长和控制糖基化的能量来源；收获和纯化，即作为缓冲液以在纯化期间保护和稳定分子；制剂，作为稳定剂和填充剂，特别是用于注射制剂。

在过去几年中，许多研究活动已经证明，适当的细胞培养补充中控制活性杂质可以提高产品质量和制造效率。 

在细胞培养基和注射制剂中使用稳定、杂质含量低的碳水化合物是减轻药物质量风险的有效工具。Avantor通过正交纯化过程减少其碳水化合物中的内毒素，反应性杂质和微量金属，以提供高纯度低内毒素（HPLE）糖。这些具有低杂质水平的高品质糖被证明可以改善药物产品的稳定性。

本文回顾了通常在上下游过程中引入的关键杂质以及辅料所起的作用，包括减少碳水化合物中杂质的影响以及微量金属的影响。还将介绍在开发稳定的注射制剂中评估、鉴定、处理影响蛋白质稳定性因素的重要性。稳定的原材料对于管理关键辅料的质量是必要的。辅料杂质的变化可影响蛋白质；但是，经过良好处理的糖可以显著改善生产效率和药品的质量。

提高哺乳动物细胞培养过程中的产量

生物制药原料应仅含有最低水平的反应性杂质，以防止药物物质的改性或降解，并满足生物制药药品中微生物内毒素的各种管制要求。在细胞培养基和注射制剂中使用碳水化合物通常会引入影响药品的收率和质量的杂质。

用于生产生物药物的哺乳动物细胞培养物涉及高度复杂和专有的混合物。每种培养物通过多种药物开发步骤开发，并且掺入广泛的材料：营养物，例如蛋白质，肽和氨基酸; 抗菌剂;甚至金属，包括钙，钠和镁。

开发人员需要优化其生物反应器细胞培养设计，以实现其目标蛋白质的期望产量。一般来说，他们在筛选和调解进行细胞培养组分的选择和浓度调节时，希望尽可能消除任何可变因素的影响。这种细胞培养优化包括选择用作为能量来源的碳水化合物。

直到今天，葡萄糖是哺乳动物细胞培养能量源中使用最广泛的糖。最近，使用其它碳水化合物来补充葡萄糖的方法有所增加，并且这些更复杂的糖已经显示出对改善工艺、提高收率具有统计学意义。

在2013年发表的一项研究中，例如，使用两种类型的碳水化合物进行嵌合抗人CD20单克隆抗体（mAb）的生长的比较：使用葡萄糖和FM-O的补料分批，使用葡萄糖 - 半乳糖和FM-Opt。
通过几种方法，用半乳糖补充葡萄糖显示细胞培养产量显著增加：
 

------用半乳糖补充葡萄糖把最大活细胞浓度（x106细胞/ mL）从5.5增加到6.2。

------半乳糖补充葡萄糖，活细胞浓度（IVCC）的积分从每升每天44×10⁹个细胞增加到每升每天64×10 ⁹个细胞，。

此外，半乳糖的使用降低了来自该过程的乳酸盐副产物的量。乳酸会干扰生物反应效率，因此降低浓度也可以帮助提高细胞培养产量。

然而，存在一种担心，即由于使用更复杂的糖（例如半乳糖）用于上游生产，可能将另外的杂质引入细胞培养物，其将抑制最佳产量或 导致在下游加工期间或之后的蛋白质降解。

作为替代，与通过多重来源可获得的标准半乳糖相比，HPLE半乳糖可以被纯化以降低更低水平的杂质。 这种HPLE半乳糖还含有显著较低水平的微量金属; 同样重要的是，金属含量被精确地表征为具有高度一致性和没有批次间变化的性质。 这对于具有建立的细胞培养过程的生物制药制造商是至关重要的，所述细胞培养过程依赖于高度控制的金属水平以便达到目标分子的期望产率。

在注射制剂中使用HPLE糖
生物药物注射制剂使用宽范围的辅料，例如缓冲剂，填充剂和冻干保护剂，包括多种类型的碳水化合物。通常，API占制剂的约2-3％。

附加材料可以包括缓冲剂，例如柠檬酸钠或磷酸钠; 张力调节剂，例如葡萄糖; 保湿剂，例如葡聚糖和羟乙基淀粉; 和用作填充剂的碳水化合物，例如山梨醇，甘露醇，蔗糖和海藻糖二水合物。

没有商业化学产品是100%纯含量; 微量元素和内毒素总是存在。内毒素的存在哪怕非常低的含量，都会对最终产品的安全性和功效造成不利影响。以下是注射用辅料的关键要求，其有助于改善纯度并将可能引入产品的内毒素减少到最小值：

------稳定性 - 辅料需要由在冷冻干燥和储存期间防止API降解的材料组成。
------无菌 - 辅料必须不含可能影响药物性能或患者健康的活微生物。
------无热源 -辅料内毒素和β-葡聚糖应尽可能低，它们可能导致患者发热。

不同的注射用辅料存在杂质的风险和对药物质量的影响（参见表I）。 山梨醇和甘露醇例如可以包括微量的还原糖，金属离子和内毒素; 这些可以与API分子相互作用，降低其有效性。

众所周知，大的生物制药蛋白质分子会与存在的金属发生反应，分子结构会被改变并影响其有效性。此外，国际药物学杂志发表的研究提供证据表明，在三个冻融循环后，还原糖（果糖）的存在导致重组人表皮生长因子（rhEFG）制剂降解（-20℃环境）。

微生物微量污染物和β-葡聚糖的存在可引起患者的发热和其他不良反应。金属，颗粒和还原糖的存在可导致注射制剂内的各种非预期的相互作用，例如糖化，聚集，氧化和水解。这些相互作用可以影响药物产品的稳定性，并导致药品性能降低，以及在一些情况下由于副产物的副作用。类似颗粒的存在可导致吸附，导致蛋白质浓度降低并最终降低药物效果。
鉴于注射制剂的产品范围广泛，生物制药厂商寻求尽最大可能消除其使用的材料中的微量污染物。经过良好处理的高纯度碳水化合物，例如蔗糖和海藻糖二水合物，具有低内毒素，是降低风险和保证生物药物质量和有效性的关键因素。

同样重要的是，这些高纯度，低内毒素碳水化合物具有批次间稳定性，最大化保障质量和生产效率。将使制造商能够专注于其过程的其他部分以最大化性能。

新型HPLE纯化工艺
多步HPLE纯化工艺集中于降低杂质和微量金属。 该过程的关键阶段包括高效色谱，可以减少内毒素水平超过100 EU / gm至小于0.1 EU / gm，去除微量金属，还原糖和微量元素杂质； 微过滤； 共溶剂基稀释结晶以除去还原糖和痕量金属； 和控制条件分离和干燥。
该过程的正交性质使得能够一致控制所有关键杂质。 它实现了两个关键结果：将内毒素和微量金属减少到低水平（显著低于工业标准的多国药典要求）; 生产出没有批次间变化的高稳定性的高纯度材料。

表征HPLE糖的纯度和一致性

使用该纯化方法产生的HPLE糖，经过比较分析证明在5-10ppb范围内物质纯度得到显著改善，内毒素和微量金属都降低了。 粗制，预纯化的蔗糖，海藻糖二水合物和半乳糖中的内毒素范围为约20至超过30EU / g。 纯化后，所有三种HPLE糖中的内毒素水平始终测量小于0.1EU / g。 还实现了金属纯化的类似结果：镉，铜，锰，镍和锌的水平从800-1200ppb的范围降低至小于5ppb。而且纯度水平非常稳定。

结论
使用具有良好表征的高纯度HPLE半乳糖，蔗糖和海藻糖二水合物可以改善哺乳动物细胞培养产量并有助于改善生物制药注射制剂中的API稳定性。减少HPLE糖中的内毒素和微量金属可以显著减少影响细胞培养产量和API稳定性的潜在污染源。

专有的HPLE纯化过程使糖类的污染物含量非常低 - 在许多情况下，比多国药典的标准要求低得多，并且批次间具有稳定性和一致性。这种一致的纯度与低水平的内毒素和微量金属污染物的组合使得生物制药制造商能够将这些产品可靠地掺入其细胞培养物和注射制剂中，并且可以消除生物制药开发和制造过程对HPLE糖进行进一步分析的需要。