生物治疗学，也称为生物制剂或生物制药， 是源自生物学来源，例如植物，微生物以及转基因的细胞和生物。它们包括包括核苷酸聚合物，即RNA或DNA或氨基酸（肽和蛋白质）的高分子质量药物。

基于核酸的生物疗法，例如小干扰RNA（siRNA）和DNA，由于其长期持久和潜在的治愈作用而引起了人们的注意，但目前很少有基于核酸的药物被批准用于治疗。肽和蛋白质，另一方面，由于它们的多功能生理功能，代表了一类主要的生物治疗剂。

“分析技术，例如色谱和质谱法，以及各种工具，例如克隆，CRISPR/CAS，一次性设备，机器学习[和]高级传感器和自动化的使用和自动化有助于生物制药研究的发展，”约翰内斯·布雷尔博士，Fraunhofer IME生物过程工程系负责人和亚兴大学副教授。Buyel的工作着重于重组蛋白质表达，整体生物过程集成，制造过程的建模及其数字化。

各种生物制药分析技术用于获得重要的见解整个开发管道中复杂的生物治疗剂的组成，质量，稳定性和安全性。在本文中，我们仔细研究了该领域科学家采用的一些策略。

生物治疗发现

基因组开采

基因组开采涉及与微生物中新型生物合成途径相关的基因的鉴定。一个常见的瓶颈识别这样的途径是以前已经发现的化合物的重新发现。基因簇分析以及光谱技术可以加速鉴定未知天然产物，并定义代谢物的立体化学。

从单个基因组到整个属的有助于基因组开采的平台的示例是大型和科拉森。大型量表提供了生物合成基因簇的序列相似性分析，而科拉森有助于通过系统基因组方法阐明基因簇之间的进化关系。CRISPR – CAS9是极其重要的技术可以有效地激活多个生物合成基因簇链霉菌物种。这使得产生独特的代谢物，例如，新型聚酮化合物链霉菌毒素基因。这项技术导致产生稀有和未知的抗生素变体，例如氨基氨酸蛋白酶，硫代霉素，苯鞭毛霉素和5-氯-3-纤维基。

梅特林是一个重要的代谢物识别平台，其中包括具有片段相似性搜索功能的高分辨率MS/MS数据库。它极大地帮助了未知化合物的快速鉴定。其他在硅中工具在生物制药研究中使用的是复合结构鉴定（CSI）：指形和输入输出核回归（IOKR）。科学家正在开发基于分子网络的高级数据库，其中包含来自生物活性化合物的分类信息，以提高注释的信心。

基于代谢组学的方法

分析工具（例如色谱和光谱法）的最新进展，加上计算方法，使代谢组学在基于天然产品的药物发现比利时罗马尼亚比分直播。

代谢组学 基于基于方法允许在生物样品中同时分析许多代谢产物，从而提供有关粗提取物中代谢产物组成的准确信息。这可以快速解释和识别未知化合物。基于代谢组学的方法还可以检测到细胞和生物体各种生理状态的代谢产物组成之间的差异，从而产生详细的代谢物谱以提供表型表征在分子水平。这些曲线对于理解生物活性化合物作用的分子机制很重要。

生物制药管道中使用的分析工具

在生物治疗学的开发和制造过程中，需要广泛的分析技术。这些方法对于持续评估生物治疗产品是必要的，有助于识别和表征翻译后修饰（例如糖基化），结构异质性，稳定，构象等通过此类评估，开发人员能够评估和调整与生物制造相关的上游和下游生物处理，并根据需要实施更改，以确保最终产品的过程和纯度的效率。

生物活性化合物是分析使用各种方法，例如 NMR光谱和高分辨率质谱法（HRMS）。 NMR分析提供了定量数据和产品的结构表征。但是，它具有相对较低的灵敏度，因此通常用于介绍主要成分。几种色谱工具，例如离子交换，亲和力和凝胶过滤色谱法用于净化基于重组蛋白的生物药物产品。

高级技术加速下一代生物治疗剂的发展

生物制药公司正在从标准单克隆抗体疗法的开发转变为更复杂的抗体结构和新的遗传药物。观看本网络研讨会以了解最新技术的目的是应对生物制药行业的挑战，例如多毛细管电泳系统，使研究人员能够比传统方法更快地运行多个样品。

观看网络研讨会

赞助内容

生物制药中的质谱成像

质谱成像（（ MSI）用于确定生物体中生物活性化合物的空间分布。不同类型的MSI，例如基质辅助激光解吸/电离（MALDI），解吸电喷雾电离（DESI），纳米颗粒激光解吸/离子化（纳米 - 帕尔迪）和次级离子质谱（SIMS）。比利时罗马尼亚比分直播这些工具在空间分辨率和分子信息方面有所不同。与化合物分布有关的研究对于临床前安全评估，临床研究和机械理解尤为重要。

西奥多·亚历山德罗夫（Theodore Alexandrov），欧洲分子生物学实验室（EMBL）的结构和计算生物学单元的团队负责人，德国海德堡，参与了在新颖领域（例如空间和单细胞代谢组学）中使用的实验和计算工具的开发。他说：“在过去的十年中，MSI成为在组织切片中定位药物和药物代谢物的首选工具。”根据亚历山德罗夫（Alexadrov）的说法，这是因为MSI比原始FDA批准的定位药物更快，更敏感 - 全身放射自显影（WBAR）。

Alexandrov指出：“ MSI可以检测WBAR可能遗漏的药物代谢产物，但具有生物活性。”他进一步解释说，这种分析工具有助于加快生物治疗发展的临床前和临床阶段。

生物制药中的液相色谱

液相色谱（LC）是一种基于液体流动相的分离技术，其中存在样品中存在的分子和离子。这液相包含溶解的样品通过填充吸收颗粒（称为固定相）的色谱柱。分离基于每个组件对流动阶段的亲和力 - 亲和力影响组件通过列迁移的速度。LC与各种探测器（例如荧光，紫外线可见（UV-VIS）和光散发探测器）结合使用，以表征生物治疗药在发育过程中的表征。它可用于识别特定的蛋白质并有助于确定其结构。与紫外线检测器结合的离子交换色谱法可用于确定天然状态的蛋白质 - 蛋白质相互作用。为了分离和定量分析粗提取物中的异构体，科学家使用涉及LC和HRM的组合方法。

在过去的十年中，高性能液相色谱（HPLC）和质谱（MS）的组合已被证明是无价的分析工具为了发现生物制剂。这些技术用于鉴定活性化合物以及确定药物的纯度。同样，液相色谱与质谱法（LC-MS）相结合，表现出广泛的适用性，以确定药物的纯度。该技术通常用于表征蛋白质生物药物，并用于肽图分析。

LC-MS有助于提高分析的信心，并最大程度地减少与数据解释相关的歧义。最近，科学家通过标准化实验程序，优化仪器参数和升级质谱仪来成功提高此类实验的数据质量。在蛋白质生物治疗剂的情况下，进行LC-MS，并与紫外线（UV）检测工具配对以提供UV指纹，可用于质量控制（QC）目的并研究药物释放。

增强生物制药生产的策略

传统上，生物治疗研究首先是对“粗”提取物的生物学筛选，这最终导致具有生物活性的有希望化合物的分离。由于这个过程耗时且费力，研究人员现在已经采用了各种策略来克服这些缺点。一种方法是创建具有高通量筛选的图书馆。这个过程加速了为生物靶标（例如病毒蛋白，酶等）找到特定药物的过程。

一项复杂的任务是对生产过程的优化，即，从生物活性代谢产物从粗提取物中分离到粗提取物到纯化是一项复杂的任务。为了克服各种相关的复杂性，科学家小型化过程（例如，小型化纯化技术，微型生物反应器等）使他们可以仔细研究整个过程，并进行必要的修改以开发优化的生产方法。

自动化液体处理技术有助于生物制药公司的液体样品有效和精确处理。为了加速药物开发过程，原油是预分级分为子裂缝因此它们适合自动化液体处理技术。该技术增加了获得更多靶向生物活性化合物的可能性，同时最大程度地减少了所需时间。

当前的挑战和未来的生物制药分析研究

通常，药物开发是一个极其复杂且昂贵的过程。根据塔夫茨大学药物开发研究中心，药物的开发需要将近12 - 15年的广泛研究，生产成本可能超过20亿美元。未来的目标之一是开发减少这种时间范围和相关成本的方法。

但是，仍然存在生物制药分析的挑战。重组蛋白通过基因工程细胞开发并维持这些细胞的最佳生长条件对于获得高质量的产品很重要。同样，重组蛋白的工业规模生产很昂贵。其他挑战当生物分子在生产，存储和运输过程中暴露于多种应力时，与生物药物相关的是变性和聚集。降解或聚集的蛋白质成分可能会失去疗效，并且也可能变得有毒。蛋白质结构中的这些变化可能非常小，可用的分析工具可能不足以检测到它们。因此，需要持续开发高精度分析工具，以确保卓越的质量并降低生产成本。