中試及生產的原液存儲不能用冰箱冷凍

生物制品的冷凍儲存通常被視為一個簡單的單元操作，其中僅指定最終儲存溫度，所以國內很多公司在原液生產過程中，未將冷凍和存儲進行分開，而是將原液冷凍存儲到冰箱。
         原液生產需要有凍融數(shù)據(jù)。在產品開發(fā)過程中，凍融實驗都采用小體積的進行凍融實驗。原液體積大多數(shù)都是一兩百毫升，經過多次凍融得到的數(shù)據(jù)。這些實驗都是采用將樣品放入普通超低溫冰箱進行冷凍存儲。所有數(shù)據(jù)也是通過這些實驗得到的。
         在生產臨床前以及臨床實驗所需的原液，很多客戶并未做相關凍融放大實驗，生產的原液也是直接將產品放入冰箱進行冷凍存儲。
         這個會導致生產的巨大風險。

1. 在傳統(tǒng)的超低溫(ULT)冰箱中冷凍DS會導致在一次運行中出現(xiàn)許多不一致的情況——例如，有些瓶的冷凍相對較快，而另一些則相當緩慢——這可能會導致產品質量問題。

2. 從環(huán)境溫度冷凍物料需要去除大量的熱量，這使制冷系統(tǒng)負擔沉重。傳統(tǒng)的超低溫冰箱不能處理這個過程。這種高應變會導致頻繁維護和/或大大降低使用壽命。

         這個原因是超低溫冰箱本身的設計問題
         達到-80℃溫度的標準超低溫冰箱被設計用來存儲已經冷凍的材料，幾乎沒有額外的能力。當用于從環(huán)境溫度冷凍DS時，它們的冷凍速率隨產品負載(從幾小時到幾天)和批次到批次取決于DS負載而顯著變化。瓶子也以不同的速度冷凍，導致DS質量的變化。
         一個普通超低溫冰箱的峰值功率在1~1.1kw左右。這包含設備控制單元、壓縮機本身的消耗，真正能形成制冷的功率很低。 從下表能耗，我們就可以計算出，一個冰箱僅維持冰箱保持-80℃就需要400-500w，占據(jù)了峰值功率的40%左右。從升溫時間，我們可以推算出這些功率用于保持冰箱溫度的純制冷能耗需要130-150w，也就是制冷的功率消耗1/3的總能耗。也就是冰箱保持在-80℃，需要耗能450w，其中150w是提供冷量的，其他是控制器以及壓縮機運動所需的能量。
         據(jù)此推算出如果設備全功率運行，設備也僅能產生100多w的制冷。如果冰箱長時間時間使用，冰箱門密封效果下降等因素，而且冰箱長時間全功率運行，過熱導致效率下降。設備真正用于制冷更少。這個導致制冷時間相當長。

 
         國外有公司做了一組數(shù)據(jù)，以下是1L的瓶子放在-20℃和-80℃的冷凍時間。
    
         可以看到，27個1L的瓶子，按照3x3x3的形式放置， 冷凍時間是12-25個小時。
         對這些瓶子的濃度進行分析。檸檬酸鈉濃度變化范圍是初始鹽濃度的 0.3 至 12 倍（圖 3b），蛋白質和鹽溶質分布均遵循相似趨勢。
         這個冷凍濃縮程度很可能導致原液產生鹽結晶以及蛋白聚集、顆粒物形成。
         東北某些制藥企業(yè)生產的產品，在生產過程中就出現(xiàn)過類似的問題。
          實際生產過程中，很少客戶會采用1L的瓶子，都是采用2L、5L、甚至10L的瓶子以及10L或者20L的袋子，冷凍濃縮情況更嚴重
         
         另外冰箱的故障問題。
          冷凍的產品體積變大，冰箱由于缺乏有效的散熱能力，在冷凍循環(huán)中長時間的運行(48到72小   時)還可能會導致制冷系統(tǒng)的損壞。因為這種高應變會導致頻繁維護和/或大大降低使用壽命。
          在長達48小時~72小時的降溫過程，此時機器全功率運行，機器性能會導致局部過熱，制冷效率下降、機器磨損加劇。冷凍時間長導致壓縮機在高能量消耗時期連續(xù)運行多日，可能導致制冷系統(tǒng)過熱和過早失效。這種故障模式被稱為制冷系統(tǒng)的油浸，導致壓縮機缺乏冷媒冷卻而發(fā)生壓縮機故障。
           因為設備長時間在降溫過程，還會導致報警功能失效：
          當溫度沒有降到-80℃，機器一直會報警，通常用戶會認為這是正常情況。
          冰箱不能設定48小時后才報警等功能。理論要有這樣的設置：原液放入冰箱后，36-48小時不報警，48小時后冰箱溫度未達到-70℃，冰箱才開始報警。這是因為冰箱以及相應的監(jiān)控系統(tǒng)都是為長期存儲而設定的。
         所以放置大量原液的時候，冰箱溫度會上升，所以冰箱會一直報警，而這用戶已經認為是正常現(xiàn)象，實際上導致報警功能失效。一旦冰箱出現(xiàn)故障，用戶無法辨別和發(fā)現(xiàn)。等到發(fā)現(xiàn)再處理時，已經過去了很長時間。此時原液很可能處在半結冰的狀況。再轉移到備用冰箱，再到冷凍到-70℃時，時間可能是5-6天。
         原液超長時間在冰液界面，風險極大，這批原液可能已經不符合產品質量要求，而且這個過程SOP無法涵蓋。從GMP生產角度來說，這批原液無法使用。
         而且從GMP生產角度上看，如果冷凍環(huán)節(jié)，冰箱一旦出現(xiàn)故障，開出偏差，也沒有解決方案。
         所以在生產過程中，將30-50L原液直接放到冰箱進行冷凍存儲是不可取的，風險極大，損失極大，因為這批原液的價值往往超300-500w。冰箱損壞事小，原液損失是冰箱的30-50倍。而且造成臨床實驗等拖延，這個損失極大。
         所以中試及生產的原液存儲不能用冰箱冷凍