为什么病毒载体开发和生产需要自动化？

药品质量管理规范(GxP)-合规性

与小化合物或传统生物制药的生产相比，病毒载体的生产存在的挑战。一些挑战包括起始材料(如质粒、生产细胞系)的固有可变性、缺乏参考标准、插入突变的风险(用于整合载体)、活性成分的使用和多种污染源。所有这些参数都直接影响最终治疗产品的安全性和有效性，包括毒性、免疫原性、致癌性和脱落引起的环境风险等方面。

与任何其他治疗产品一样，用于基因治疗的病毒载体的开发和生产必须在临床和商业产品生产期间遵循药品生产质量管理规范(GMP)。GMP法规适用于生产工艺的每个步骤：人员、厂房、工艺、产品和流程。

符合GMP的病毒载体生产工艺必须确保病毒载体的效价(生物活性)、纯度(无污染物或杂质)和安全性(无潜在有害物质)一致。为了实现这一目标，在生产过程中，通过测量关键的物理、化学、生物和微生物特性，并保证它们在适当的限度、范围或分布范围内，控制各种"关键质量属性" (CQA)。

评估这些CQA的快速、可靠和高通量分析方法在工艺开发和后续质量控制(QC)期间符合GMP要求的批量释放测试中至关重要。由于QC(GMP)的监管要求高于研发(R&D)，因此在转移前，必须对产品开发期间设计的分析方法进行重新评估、更新和验证。

鉴于大多数自动化液体处理设备显著提高了结果的可重复性和样本的可追溯性(包括整合到实验室信息管理系统(LIMS)中)，因此它们本质上适用于高监管合规性。此外，其中一些自动化系统配备了将研发部开发的自动化方法(即流程开发)转移至符合GMP的QC检测所需的所有功能。

分析方法-病毒载体生产过程中的常用技术

在生产过程中评估病毒鉴别、产量、效力、纯度和安全性的最常见分析方法依赖于两种主要技术的变化：酶联免疫吸附测定(ELISA)和聚合酶链式反应(PCR)。其他分析方法包括阴离子交换色谱法、流式细胞术、毛细管电泳、动态光散射和电子显微镜。

尽管ELISA程序很简单，但它包含许多重复的步骤，孵育时间很长，容易出现人工错误。

完整的ELISA检测(从标准稀释到读板和结果报告)可以通过将台面或外围设备整合到自动液体处理设备上而实现自动化。此外，自动化有助于使用相同的样品分装平行运行各种实验，提高整体通量并节约珍贵的样品。

基于PCR的分析方法需要复杂的工作流程，手工操作时，工作流程高度分散 (如DNA/RNA提取、DNA/RNA质量控制、PCR构建、扩增和检测)，增加了出错的可能性和样品可追溯性方面的困难。与ELISA工作流程的自动化相似，PCR工作流程的自动化可以针对单个步骤或完整的工作流程来完成：“样品到结果”解决方案。

除了end-point评估技术(即ELISA和PCR)的自动化之外，自动化液体处理流程还可以支持在最终评估之前进行的准备实验，包括那些需要培养和处理细胞的实验。其中两种最常见的是检测(i)感染性病毒滴度，一种测定病毒载体生物学功能的效价测定法和(ii)复制能力病毒(RCV)，一种评估病毒载体无法复制的安全性测定法。得益于新一代工作站中的吸头技术和专用软件，自动液体处理设备为处理细胞培养物提供了显著的优势。这些自动化系统可以确保精确温和的吸液和分液、受控的温度和振荡以及无菌性，以及允许整合第三方设备进行自动化分析。

Hamilton提供的自动化解决方案

为了覆盖广泛的通量和整合能力，Hamilton自动化提供了三种平台类别: (i) Microlab® VANTAGE系列用于高通量实验(35-60 SBS板位)和360°整合，包括Hamilton物流柜和后整合柜，(ii)Microlab® STAR™和STAR V系列, 用于中高通量的实验(25-60 SBS板位)和180-270°整合, 以及(iii)Microlab® NIMBUS和Microlab® Prep™, 用于低通量的入门级用户(7-20 SBS板位) 。目前，所有Hamilton中高通量平台都使用同一种Hamilton VENUS®软件。入门级自动化我们的STAR™, STAR V和VANTAGE系列除了可以配备2-12的单通道移液头，也可以配备96或384移液头(MPH)， ML NIMBUS系列也可以配备一个单独的96MPH。

得益于台面模块的多样性，除了移液，Hamilton平台还可以执行多个步骤(如：加热、振荡、冷却、开盖、关盖、将培养基输送到台面上、离心、pH测量、固相萃取、成像分析、条形码或者2D码阅读)。 我们在制药行业的项目经常包括与读板机、洗站、孵育器和成像系统等的第三方集成。