성진아이앤드티

개요

핸드헬드 Raman 분광기는 phosphoramidite로도 알려진 올리고뉴클레오타이드 출발 물질을 불투명 포장재를 투과해 선택적으로 식별할 수 있습니다.

​이 응용 자료에서는 공간 오프셋 라만 분광법(SORS)에 기반을 둔 애질런트 핸드헬드 Raman 시스템을 사용해 의약품 제조 및 품질 관리기준(GMP)에 따라 phosphoramidite의 화학적 ID를 식별하는

원리 및 실행 방법에 대해 서술합니다.

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서론

코로나19 팬데믹 기간 동안 과학자가 아닌 이들도 SARS-CoV-2의 빠른 검출에 대한 관심으로 인해 잘 알려진 중합 효소 연쇄 반응(PCR) 진단법에 익숙해지게 되었습니다.

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PCR 테스트는 phosphoramidite라 불리는 보호된 뉴클레오사이드를 구성 요소로 사용해 합성된 뉴클레오티드 또는 짧은 RNA/DNA 분자를 활용합니다.

​이 구성 요소의 배열, 화학적 변형, 수는 질병 스크리닝, 생체의학 연구, 범죄 법과학 등의 응용 분야에서 표적 RNA/DNA 시퀀스에 대한 특수한 결합력을 좌우합니다.

​지난 몇 년간 올리고뉴클레오티드 응용 연구에 대한 수요가 급증하면서, 이와 같은 수요 및 품질 요건을 충족시키기 위한 공급망 확충이 절실해지고 있습니다.

​현재 GMP (cGMP)에서는 수신 시 원료 식별, 품질 기준 유지 등과 같은 테스트를 의무로 하고 있습니다.

​이와 같은 테스트는 올리고뉴클레오티드 생산 절차에 잘못되거나, 기준에 미치지 못하거나, 변조된 원료의 유입을 막는 1차 방어선의 역할을 합니다.

​이 응용 자료에서는 핸드헬드 Raman 분광기인 Agilent Vaya Raman 원료 ID 확인 시스템을 사용해 올리고뉴클레오티드 합성에사용되는 여러 종류의 시판 phosphoramidite를 분석하였습니다.

​올리고뉴클레오티드는 국제의약품규제조화위원회(ICH) 가이드라인 Q11에 서술된 바와 같이 출발 물질로서 사용할 수 있습니다.

​이 분석의 목적은 Raman 분광법이 cGMP 생산 환경에서 불투명 포장재를 투과해 바이오의약품 재료를 식별 및 구분하는 효과적인 솔루션임을 시연하는 것입니다.

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Raman 분광법은 대부분의 약전에서 ID 테스트를 위해 사용 가능한 분광 기법입니다.

Raman 분광법은 특정 분석물질의 단색 입사광이 비탄력적으로 산란되는 것을 기록 및 분석하는 것에 기초한 광학 기법입니다.

​이는 대부분의 약전에 구체적으로 명시되어 있습니다.

​해당 부분은 미국 약전 챕터 USP <858> Raman 분광법 및 USP <1858> Raman 분광법 - 이론 및 실행, 유럽 약전 챕터 EP 2.2.48, 중국 약전 일반 규칙 섹션 0421, 일본 약전(Supplement II, JP XVII)

섹션 2.26입니다.

​약전에서는 기법의 이론, 메인 기법, 기기 성능 요건, 제약 기관의 품질 관리 작업을 지원하기 위한 관련 응용 등에 대해 서술하고 있습니다.

​이 약전 챕터에서는 Raman을 원료의 식별 테스트 및 생산 투입을 위해 Mid-IR과 같은 분자 분광법과

동등한 기술로 설명됩니다.

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1-4 또한 분석법 견고성을 보장하기 위한 정량법 개발 및 인증에 대한 권장 사항을 제시합니다.

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약전 준수 ID 테스트를 위한 Raman 분광법의 일종인 SORS

기존 방식의 Raman 분광법(CRS)으로 불리는 핸드헬드 후면 산란 Raman 분광법을 이용한 식별 테스트는 다수의 제약 창고에서 많이 쓰이는 방법입니다.

​이 방법은 폴리에틸렌 포장제 또는 유리병과 같은 투명 용기 속 원료 식별을 빠르게 수행합니다.

​그러나 투명 재질만을 투과할 수 있는 CRS 분석의 한계는 불투명 포장재를 투과해 원료를 직접 분석할 수 있는 약전 준수 방법론인 SORS에 대한 필요를 가져왔습니다.

불투명 포장재의 예로는 여러 겹의 종이 봉지, 백색 폴리에틸렌 용기, 푸른색 통 등이 있습니다.

​SORS에서는 포장재를 투과하는 원료의 식별을 위해 일반적으로 포장재의 표면을 2회 Raman 측정합니다.

​그 중 하나는 zero라 불리며, 여기 영역과 검출 영역이 일치합니다.

​다른 하나는 offset포지션(예: 여기 영역이 더 이상 검출 영역과 일치하지 않은 곳)에서 보통 몇 mm 정도 떨어져 수행됩니다.

​포장재 정보가 주로 포함된 제로 스펙트럼을 스칼라로 차감하여 재료 내용물 정보가 주로 포함된 오프셋 스펙트럼을 얻습니다.

이렇게 포장재 정보가 포함되지 않은 스펙트럼을 얻을 수 있으며, 이는 알려진 스펙트럼 라이브러리와 대조하는 데 사용됩니다.

​예를 들어 여러 겹의 종이 봉지 내에 들어있는 lactose monohydrate는 종이 재료 또는 관련신호 정보 없이도 식별이 가능합니다.

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빠르고 특이성 높은 원료 ID를 위한 SORS

애질런트는 cGMP 환경에서 사용할 수 있는 최초의 핸드헬드 SORS 분광기를 출시했습니다.

​Vaya는 의약품 원료를 입고 즉시 적절하고 빠르게 식별합니다.

​SORS 기술을 기초로 만들어진 Vaya는 투명 및 불투명 포장재를 직접 투과해 부형제, 원료의약품

(API), 기타 원재료의 화학적 ID를 수행하는 창고 인력을 지원합니다(그림 1).

​포장재를 열 필요가 없으며, 샘플링이나 용기의 불필요한 이동도 할 필요가 없어 샘플링 부스 역시 없어도 됩니다.

​Vaya는 SORS 기술을 이용해 분석물질의 여러 진동 모드를 조사하고, 고유의 화학적 지문을 얻어 물질의 정체를 확인합니다.

​또한 이 기기는 부분입체이성질체, 위치이성질체, 동질이상 등의 유사 물질과 분석물질을 높은 확실성으로 구별하여 위양성(false positive)을 방지