单克隆抗体溶液在灌装喷嘴末端的滴落倾向评估：非离子表面活性剂对液滴伸长率的影响机制

本研究针对单克隆抗体(mAb)制剂在灌装过程中因非离子表面活性剂(如PS20、PS80、P188等)引发的液滴伸长导致剂量不准问题，通过轴对称液滴形状分析(ADSA)定量评估液滴界面面积(As)随时间线性演变的伸长率，发现液滴体积与表面活性剂浓度(Csurfactant)共同驱动γ(表面张力)降低，提出伸长率可作为预测灌装滴落风险的关键指标，为生物制剂生产工艺优化提供新思路。

　　

在生物制药领域，单克隆抗体(mAb)像精准的“生物导弹”被广泛应用于癌症、自身免疫疾病等治疗。然而这些娇贵的蛋白质在灌装环节常遭遇尴尬——灌装喷嘴末端悬挂的液滴像“欲滴未滴的蜂蜜”，不仅影响剂量准确性，干燥后还可能堵塞喷嘴。更棘手的是，制剂中添加的非离子表面活性剂(如聚山梨酯20/PS20、聚山梨酯80/PS80)这本该保护蛋白质的“保镖”，反而会降低液滴表面张力(γ)，加剧液滴伸长现象。

为解决这一行业痛点，来自Merck合作机构的研究团队在《European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics》发表研究，首次建立定量评估模型。他们采用轴对称液滴形状分析(ADSA)技术，通过注射器/灌装泵两种装置生成液滴，实时追踪界面面积(As)变化计算伸长率，系统考察6种表面活性剂(PS20、PS80、Poloxamer188/P188、Brij?35、Brij?58及FM1000)对两种单抗(mAb1/mAb2)溶液的影响。

【关键技术】

1. 轴对称液滴分析(ADSA)监测界面面积(As)动态变化
2. 双配置液滴形状分析仪(注射器针头vs灌装泵喷嘴)
3. 表面张力(γ)与伸长率的关联建模

【研究结果】
• 材料筛选：测试PS20(吐温20)、PS80(吐温80)、P188(Kolliphor?P188)等表面活性剂的界面活性差异。
• 液滴行为：证实液滴体积与C_surfactant呈正相关，当γ降至临界值时引发“液滴掐断(pinch-off)”现象。
• 表面活性剂比较：PS20/PS80使γ降幅最大，FM1000表现独特界面特性。
• 工艺关联：发现灌装停顿期间液滴伸长是滴落主因，提出控制C_surfactant可优化工艺稳定性。

【结论启示】
该研究创新性提出“液滴伸长率”作为预测灌装滴落风险的量化指标，揭示表面活性剂通过降低γ促进界面伸展的分子机制。特别指出：

1. 传统PS20/PS80并非最优解，新型FM1000展现替代潜力；
2. 液滴体积与C_surfactant存在协同效应，需在制剂开发阶段综合考量；
3. 为高浓度蛋白制剂(如mAb2)的灌装工艺参数设定提供理论依据。

这项由Sébastien Dasnoy领衔的研究，不仅解决了生物制药生产的实际难题，更建立了界面科学与制剂工艺的桥梁。其方法论可延伸至其他液体制剂开发，对保障药品剂量精确性、生产线效率具有重要工程价值。文末团队特别致谢统计专家Chikêola Ladekpo的贡献，彰显跨学科合作对科研创新的推动力。