Tensioactivo no iónico, como Polysorbat y Poloxameters, juegan un papel crucial en las formulaciones biofarmacéuticas, mejorando la estabilidad de las proteínas y reduciendo la agregación. Polisorbed, como el Polisorbat 80 (PS80 o Tween-80), se encuentran entre los tensioactivos más utilizados en la industria farmacéutica y están presentes en la mayoría de las formulaciones de anticuerpos monoclonales comerciales.1
Las agencias reguladoras, incluida la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y la Agencia Europea de Medicamentos (EMA), esperan que los excipientes como los tensioactivos sean seleccionados, justificados y caracterizados adecuadamente, con su estabilidad y degradación potencial controlada durante todo el ciclo de vida del producto. Esta expectativa se refleja en ICH Q8 (R2), varias directrices de la FDA y evaluaciones regulatorias de biológico con licencia.2
¿Por qué te importa la cuantificación del voltaje?
La cuantificación precisa de PS80 es esencial para:
- Optimización de la formulación: determine la concentración apropiada para estabilizar las proteínas sin introducir efectos adversos
- Prevención de la agregación: garantizar una protección adecuada contra la formación de partículas
- Calidad y seguridad del producto: preservar la integridad de la formulación y detectar la degradación
- Cumplimiento regulatorio
El PS80 generalmente se usa a bajas concentraciones entre 0.1 y 1 mg/ml. La baja concentración y la naturaleza no ioniana de PS80 complica la detección y cuantificación por técnicas analíticas convencionales. Los métodos estándar actuales se basan en la extracción de fase sólida (SPE) seguidas de la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC). Este método requiere un tiempo de desarrollo extenso y experiencia técnica.3.4 HPLC también lleva tiempo, requiere semanas de resultados y cuesta cientos de dólares por muestra.
El poder de la espectroscopía NIR
La espectroscopía láser ajustable de alta precisión (HPTLS) es la próxima generación de espectroscopía infrarroja cercana (NIR). Proporciona una alternativa más rápida y accesible a HPLC, aprovechando las capacidades cuantitativas de la espectroscopía NIR. Usando este enfoque, las concentraciones de voltaje en las formulaciones que contienen proteínas se pueden cuantificar rápidamente, sin la preparación o extracción de muestras complejas.
La espectroscopía NIR de banda ancha tradicional interroga muestras de luz en el rango de 780-2500 nm del espectro electromagnético, donde se producen tonos vibratorios y bandas combinadas (Figura 1)). Si bien muchas aplicaciones se centran en la primera y segunda desigualidad (generalmente 1000-2000 nm), HPTLS se centra en la región de banda combinada (2100–2400 nm), donde las interacciones moleculares entre los enlaces C – H, O – – H y C producen características diferentes y químicamente ricas.
Esta región ofrece una mayor especificidad espectral en matrices biofarmacéuticas complejas, lo que permite una diferenciación precisa entre excipientes químicamente similares, como tensioactivos, tampones y estabilizadores, incluso en presencia de proteínas de alta concentración. El resultado es una resolución mejorada y un rendimiento cuantitativo sin comprometer la integridad de la muestra. Aprovechando al máximo la alta selectividad espectral, así como la absorción más fuerte en esta región, HPTL logra una mayor precisión cuantitativa.
A diferencia de las técnicas UV-vis o Raman, la espectroscopía combinada NIR es especialmente adecuada para entornos de proteínas acuosas y ricas. No es destructivo, solo requiere volúmenes de microlitros y se integra perfectamente en los flujos de trabajo de formulación.
Acelerar la cuantificación de voltaje
HPTLS proporciona un análisis NIR rápido a través de una plataforma compacta y automatizada (Figura 2)). Se canaliza una muestra de 15 µl entre las ventanas de zafiro, formando una longitud de ruta fija de 1 mm. Al cerrar la tapa, un láser ajustable escanea la región de la banda combinada. El sistema utiliza una biblioteca espectral pre-catalana para predeterminar la señal de absorbancia y determina las concentraciones de análisis similares a HPLC, en menos de tres minutos. No se necesitan pasos de extracción, calibraciones externas o operadores especializados.
Tabla 1 Resume la precisión cuantitativa de los HPTL en 80 existencias de polisorbato de polisorbato de concentración grande y baja. Incluso en acciones de baja concentración (0.1 %), el sistema entregó un %de RSD <1.
Los datos de rendimiento demuestran la capacidad robusta del sistema para medir PS80 en diferentes condiciones de formulación, incluida la presencia de azúcares, tampones y proteínas (Figura 3)). Sobre todo, el método distingue de manera confiable las concentraciones tensos incluso en matrices altamente complejas, sin calibración de matriz específica. Mientras que la recuperación de HPLC de PS80 disminuyó en muestras de proteínas, el HPTL mantuvo resultados consistentes, destacando el valor de un método ortogonal para la validación cruzada y la robustez.
Conclusión
Los métodos de cuantificación de tensioactivos heredados como SPE-HPLC son lentes, complejos y caros, creando cuellos de botella en el desarrollo de la formulación y los flujos de trabajo de QA/QC. El HPTL en la región de la banda combinada ofrece una alternativa convincente: cuantificación rápida y sin una sola muestra de microlitros, sin el desarrollo de métodos o pasos de limpieza.
Este enfoque transformador permite a los científicos controlar los niveles de excipientes con mayor frecuencia, de manera segura y rentable, acelerando la optimización de la formulación y el cumplimiento regulatorio sin sacrificar la precisión o la reproducibilidad.
Referencias
1. Brovč EV, Mravljak J, Šink R, Pajk S. Diseño racional para el desarrollo biológico: el punto de vista de los Polysorbats. Int J Pharm. 2020; 581: 119285. Doi: 10.1016/j.ijpharm.2020.119285
2. Consejo Internacional para la Armonización. Q8 (R2) Desarrollo farmacéutico. Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos. Actualizado en agosto de 2022. Consultado el 13 de agosto de 2025.
3. Guo K, Song J, Bennington P, Pavon AJ, Bothe Jr, Xi H, Gunawan RC. Identificación del impacto tensioactivo en una caracterización de anticuerpos monoclonales utilizando métodos biofísicos basados en la separación de HPLC. Pharm Nothing. 2024; 41 (4): 779-793. Doi: 10.1007/s11095-024-03684-4
4. Webster GK, Chang JC, Heflin JL. Método de estabilidad indicado por el 80 polisor en formulaciones de proteínas. J Cromatógrafo. 2021; 59 (8): 706-713. Doi: 10.1093/chromsci/bmaa116
Hannah Furelle es una científica analítica de Nirrin Technologies.
