药品研发质量管理体系建立和实施以及在项目管理与注册申报中的应用专题研修班
第四期“药品技术转移、工艺验证和清洁验证最新要求与合规操作”专题研修班的通知
第四期“药品研发分析和QC实验室合规管理的优化与创新”专题研修班
从事合成工艺研发首先需要的三点意识:1.平行反应.这点适合在工艺研发初期使用.因为最初阶段,主要是对反应条件的优化,其中包括试剂当量,温度,浓度,反应时间等等变量,基于每次只改变一次变量的原则,所需反应数将是庞大的,尤其是在所要考察的变量较多的情况下.此时平行反应的概念就显得尤为重要,它可以大大提高条件优化的效率,使你在短时间内得到最优条件.2.stresstest.也就是破坏性试验.这是在工艺初步完成优化之后,对工艺适用范围的一次检验.因为在实验室和在工厂中每一个单位操作所需时间都是有差异的,所以在去工厂放大之前,要在实验室中模拟工厂的放大条件.找到一个稳定工艺的范围而不是一个点.这样才能安全的去工厂生产.3.spikingexperiment.也就是强化实验.这是在上述两项都完成之后,对工艺性能的验证,例如spec设定是否合理,杂质是否能够除去等等.在具备了这三点意识之后,就是微观的具体工艺如何优化的问题了.工艺研发的不同阶段,决定了工艺研发的目标不同.从研发早期到研发晚期,目标依次为:1.提高反应效率2.提高产品收率和质量3.减少成本4.提高规模化生产力5.减少废物排放在工艺研发之前,一定要明白自己研发工艺的目标,从而让自己的所有和工艺研发相关的活动紧紧围绕研发目标而设计,提高自己的工作效率.而为了明晰自己的研发目标,则需要对现有工艺有一个深刻的理解和判断,这些理解和判断由提问开始:1.工艺开发的阶段是什么?早期以交货为主,晚期以工艺研发为主.2.时间有多少?根据时间的长短,来安排工艺研发活动的优先级.3.现有工艺有哪些缺陷?路线是否合适?收率怎样?是否涉及到*性试剂或者*性物质?后处理是否方便?成本怎样?等等.主要是找出工艺中主要存在的问题,根据优先级,逐条列出来.在理解了上面这些问题之后,自己就有了一个清晰明确的目标,对原工艺也有了一个深刻的认识,接下来就是根据具体问题来设计具体的实验来解决这些问题.这里需要重点强调一下实验设计的重要性.很多人都强调高效的工作方式,但这种高效来自于做事的目的性.如果做事目的性强,每一个行动都能针对特定的问题,而没有重复和返工,这就是高效.所以在实验之前,一定要想清楚自己这个实验是要验证什么,从而在其中有针对性的设计操作来实现自己的假设.比如最近在做的一个反应,生成之前,需要转化率的spec,但平时在实验室反应都是%转化,那能不能设%呢?当然不能,所以自己这个实验的目的就是验证转化率在什么范围内,自己的工艺过程能够接受.反应结束后,PSC发现转化率%,于是自己向反应体系中加入一定量的原料,HPLC监测显示是4%,也就是现在转化率是96%,然后按原工艺进行后续操作,拿到终产品后,发现纯度和之前一样,并通过对中间过程的监测发现,多于的原料在中间的后处理过程已经被除掉,所以这个实验可以定义为转化率为96%时,该工艺可以接受.在有了理性的实验设计之后,就是对工艺的具体研发和优化.这里涉及到更多的是经验部分,需要的是耐心的观察和积累.多做,多看,多想,多积累.这部分因人而异,并且自己也只有两年的工艺经验,就不在这里卖弄了.在日后过些时日,再把自己的经验与大家分享。工艺研发过程中数据量是巨大的,如果不定期对这些数据进行分析整理的话,就相当于这些反应都白做了.有些人觉得整理数据很麻烦,宁愿多做实验.但麻烦归麻烦,整理还是要需要的.只有对数据做了整理,才能从数据分析中看出目前工艺研发的效果怎样,问题在哪,后续还需要做哪些实验来填补.而在众多需要收集的数据中,有两类数据尤其重要:一,HPLCAssay,HPLCAssay是做工艺研发中非常重要的一个数据,可以说是必备工具之一.它可以很方便的从固体,液体中得到产品含量.而前提是要有对应产品的标准物质(纯度要求比较高,HPLC纯度最好98%,研发初期阶段可以通过柱层析得到少量标准物质).将其配置成一定浓度的标准溶液就可以用了(具体的计算方法请参考网络上zhangfei的PPT).通过HPLCAssay,可以方便的监测反应液,萃取液,水相,过滤母液,湿滤饼等中产品的含量,为后续研发可以提供如下指导:1.产品分布.监测反应液的Assayyield,萃取时每次萃取液的产品分布,水相的产品分布,过滤时母液的产品分布,反应收率等等.通过这一整套数据分析,可以清晰的看到所用工艺的效果以及后续如何改进.2.质量守恒.通过检测反应液的Assayyield,然后对比分离收率,找出差值,然后分析样品损失在哪个阶段,核对数据是否吻合.如果不吻合,则提示产品有可能在某一个过程分解了.二,qNMR.qNMR可以揭示出产品的实际含量.常规的HPLC分析只能监测出带有紫外吸收的杂质,而对于那些没有紫外吸收的杂质,例如无机盐,重金属以及硅胶之类的物质是监测不出来的.而对于这些杂质,却可以通过定量核磁来分析.如果产品的HPLC纯度和qNMR纯度数据一致,说明产品质量没问题,而如果这两个数据不一致的话,则预示着这个产品有问题.下面我举三个例子来说明这个qNMR监测的重要性:1.我曾经遇到过一个问题,HPLC纯度(nm)98%,而qNMR显示只有85%.做了几批都是如此.经过深入研究分析发现,我得到的不是羧酸,而是它的钠盐.随后将分子量按钠盐修订后重新计算qNMR,得到的实际含量是98%,两个数据吻合.2.另外一个例子也是HPLC纯度98%,而qNMR只有90%.反复思考不知道是何原因.后来发现所得产品是HPF6盐(反应中用到了HATU),通过做磷谱验证了我们的推测.随后经过重新换算,其qNMR也是98%.3.最后一个例子是产品HPLC纯度很高,接近%,随后做重结晶时,却总是无法重复早已开发好的结晶工艺.百思不得其解.后来把产品做qNMR,发现只有70%左右,重金属监测发现有大量的Al残留,正是残留的Al导致了结晶不成功.三,溶解度数据.化合物的溶解度是工艺研发中一个非常重要的数据.有了化合物的溶解度,我们可以设计化合物的萃取体系,打浆体系,结晶体系以及清洗工艺.所以溶解度的测定对于工艺开发者来说是一项非常重要的技能.通常溶解度的测定有两种方法:平衡法和动态法.平衡法:是将被测物在恒温下搅拌,静置后分析上层清液的组成作为该温度下的溶解度.动态法分两种:一种是在一定量溶质和一定量溶剂的条件下,逐渐改变体系的温度使溶质完全溶解;另一种是溶剂的量一定,在一定温度下,逐渐增加溶剂里溶质的含量至平衡.在实验室条件下,我们推荐用平衡法来测,具体方法是:称取已达到过饱和溶液的上清液配成一定浓度的溶液,通过HPLCAssay的方法,得到所取溶液中所含溶质的量,然后换算成其对应的溶解度.通常拿到一个项目时,不一定对每个中间体都做溶解度的测定,但对于关键中间体,对于那些被设定为qualitycontrolpoint的中间体,推荐去做较为全面的溶解度测定.因为通常对于这样的点,我们要设计一定的纯化方法来控制它的质量,对应的我们需要知道它在什么溶剂中溶解好,什么溶剂中溶解度差,进而为我们设计更为合理的打浆或者结晶体系提供数据支持.工艺研发中产品质量是我们要达到的第一目标.如果产品质量不合格,工艺其他方面做的再好,都是徒劳.说到产品质量,就离不开杂质研究.尤其是越到后期阶段,杂质研究就越深入.说到杂质,可以分为一下几类:1.基因*性杂质(Genotoxicimpurity).有些物质是已知的基因*性杂质,例如:甲磺酸酯类,卤代烃类,磷化物类等等.有些物质则要通过实验进行验证.对于有基因*性alert基团(硝基,氨基,卤代基团,重氮等等)的化合物,可以先进行insilico的评估,对于有潜在基因*性的化合物,再进行实验验证.如果实验结果为阳性,则证明该化合物为基因*性化合物,反之,则归于常规杂质.对于基因*性杂质,ICH要求对其进行严格控制,具体的限定标准要根据dose量,试验周期等来计算,通常要求ppm级.2.重金属残留物.工艺中我们经常要用到含金属的试剂,例如Pd催化剂,Cu催化剂,Al催化剂等等.尤其是Pd和Cu催化的crosscoupling反应在现在工艺路线中经常被用到,所以它们的残留,也是工艺研发中经常会遇到的问题.3.反应副产物(sideproduct)以及降解产物(degradationproduct).这个就多讲了,主要涉及到的是由副反应以及产物不稳定降解产生的物质.4.carryoverimpurity.这部分杂质主要是由于原料没有完全参与反应,进而被带入产品中.或者是前几步的原料由于没有被完全消耗,被带入到下一步产物中,然后在相应的反应条件下,参与反应,进而被带入到下下不反应,或者一直如此下去,一直被带到API中.杂质研究也有不同的研究阶段:1.对于早期阶段,更多的
