在原料药冻融过程中需要考虑哪些因素？
散装蛋白溶液（原料药）的储存和运输是从原料药到最终产品的重要步骤。通常，高纯度的散装蛋白质溶液是根据需求生产的，与最终蛋白质药物的时间无关；有时，各种步骤会在不同位置的工厂执行，这就需要对于原料药进行储存和运输。如果在高于溶液凝固点的温度下执行这些步骤，这可能导致有害的剪切应力。此外，这也会带来微生物污染的风险，虽然在冷冻状态下储存和运输可以防止此类问题，但这种方法也带来了自身的挑战。
无论是高度敏感的蛋白质、mRNA、mABs、ADC还是其他生物药物结构，从A工厂运输到B工厂，原料药冻融的目的是为了以尽可能维持高的质量活性药物成分。冻融过程中，多方面的因素影响复融后的活性恢复，那在原液冷冻过程中需要考虑哪些因素呢？
01
低温浓缩
在蛋白质溶液的冷冻过程中，冰的形成会将溶质（包括蛋白质）从生长的冰晶中排除。如图1 (a) 所示，在冷冻过程中，溶质向中心和底部集中。组分在不同温度和不同相体中的溶解度差异形成，溶解度随温度降低而变小，随着冰晶的逐渐形成，溶质会逐渐从晶体中扩散到液相中。常规冰箱、冷冻柜出现低温浓缩的现象明显，高浓度料液往袋子料液中部聚集，可能导致pH变化，组分变性、失活、降解、沉淀等造成料液损失，料液均一性下降。低温浓缩的程度可能受到各种参数的影响，冻融速率起着重要作用。
图1 (a) ：静态冷冻机-“缓慢冷冻”
底部中心可见的深蓝色区域
图1 (b) ：板式冷冻机-“快速冻结”
更均匀的着色
02
冷冻速率
冷冻速率对大体积冷冻过程中的蛋白质稳定性有显著影响。冷冻速率过慢会导致冰形成得足够慢，蛋白质沿着冰被推动，蛋白和赋形剂在冰晶形成的前沿附近产生浓度梯度，并被排除在冰-液界面之外。这会导致组分之间出现pH值变化和相分离，从而导致蛋白质结构损坏。在大多数情况下，低温浓缩效应加剧。
此外，冷冻路径长度，即从袋体边缘到其中心的距离太长，也会限制热传递，导致冷冻速率较慢。根据冰晶生长速度的计算公式IFGS=FPL/PCD（冰晶生长速度=冷冻路径长度/冰液相变时间）。RoSS板式冻融使用高面积/体积比的2D储液袋，袋体两侧和冷冻板可进行高效的并且而全程可控的热量交换，可实现料液冷冻速度大幅度提升。
图2
03
可放大性
商业化生产通常需要保证产品质量的一致性，即在不同规模（批次）中实现一致的冷冻动力学并具有可重复性。RoSS.pFTU板式冻融设备不同规格下冷冻曲线基本相似，RoSS.pFTU Lab scale和 RoSS.pFTU Large Scale采用相同的冷冻技术，可实现受控冻融并进行放大生产。
图3
小 结
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