凍結乾燥
Time-gatedラマンによる
分子構造・多形の解析
凍結乾燥工程における
構造変化の課題
凍結乾燥(ライオフィライゼーション)は、バイオ医薬品から水分を除去し、製品の安定性および保存期間を向上させる重要な工程です。熱に敏感なタンパク質医薬やワクチンの保存にも広く用いられています。
工程は以下の段階で構成されます:
- 凍結
- 氷の昇華(一次乾燥)
- 残留水分の除去(二次乾燥)
凍結乾燥中には以下のような変化が生じる可能性があります:
- タンパク質の変性
- 多形変化
- 二次構造の変化
- 浸透圧・機械的ストレスによる影響
水分除去のみを指標とした評価では、分子構造の維持を十分に確認できない場合があります。
従来のモニタリング手法とその限界
近赤外分光法(NIR)は、水分レベルの監視に広く利用されています。
一方で、分子の詳細な化学構造や多形変化の検出には、ラマン分光法が有効な選択肢となります。
ラマンは分子振動情報に基づく“分子フィンガープリント”を取得できるため、構造変化の検出に適しています。
Time-gatedラマンによる構造モニタリング。
Time-gatedラマンは、パルスレーザーと高速検出技術により、蛍光バックグラウンドを低減したスペクトル取得を可能にします。
これにより、
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凍結乾燥中の多形変化の検出
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賦形剤(例:MCC微結晶セルロース)
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などを支援します。
特に蛍光の影響を受けやすいバイオ製剤において、Time-gated検出は安定したデータ取得に有効です。
Timegateの分析ツール: Timegateラマン分光器PicoRaman M3カタログページ
このトピックに関する他の情報:
→Optimizing Lyophilization: Enhancing Product Quality and Stability with Timegated® Tools
→Freeze-drying-induced mutarotation of lactose detected by Timegated® Raman spectroscopy