Fare buon uso dei gas nella Ricerca e Sviluppo e nella produzione biofarmaceutica

Ogni giorno ti capita di dover effettuare un elevato numero di analisi nell'ambito delle fasi di sviluppo e/o produzione di farmaci? I gas che e utilizzi ti consentono di:

caratterizzare le tue molecole di interesse
controllare i tuoi prodotti finiti
sviluppare le tue colture cellulari
crioconservare i tuoi campioni biologici
predisporre al meglio il confezionamento e la conservazione di farmaci o vaccini contenuti negli appositi imballaggi

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Man mano che i tuoi farmaci vengono sviluppati, le tue esigenze cambiano, il numero di analisi richiesto da norme e autorità aumenta, il tuo time to market si riduce. La soluzione sulla scelta del gas deve essere quindi ben ponderata: deve essere in grado di adattarsi ai cambiamenti e garantire in modo permanente risultati di analisi affidabili e sicuri, dei costi operativi ottimizzati e degli utilizzi in completa sicurezza.
Air Liquide, specialista in gas tecnici da oltre 100 anni, ti offre consigli e suggerimenti su come svolgere al meglio queste attività.

Risultati delle analisi affidabili

La riproducibilità delle analisi e l'affidabilità delle apparecchiature di misura di laboratorio dipendono dalla garanzia della qualità del gas, dalla sua fonte ai punti di utilizzo.

Di quali gas stiamo parlando?

Nei maggiori centri di Ricerca e Sviluppo, nelle università e nella produzione farmaceutica, sono tre le applicazioni principali che richiedono gas:

Analisi e/o caratterizzazione delle sostanze e molecole di interesse che compongono le materie prime e i prodotti finiti in tutte le forme galeniche.
Coltura cellulare
Crioconservazione e trasporto di campioni

I cosiddetti gas "speciali", detti anche "gas puri", sono utilizzati per molte apparecchiature e tecniche di analisi quali cromatografia in fase gassosa, liquida, supercritica, analisi chimiche, analisi di superficie, analisi elementari, ecc. Troviamo quindi principalmente:

Gas puri:
- Aria: gas di fiamma, effetto venturi e nebulizzazione, aria di lavoro
- Azoto (N₂): vettore del campione, inertizzazione delle celle ottiche, effetto venturi e nebulizzazione, gas per la calibrazione dello zero
- Idrogeno (H₂): gas di fiamma, vettore campione
- Elio (He): vettore campione
- Argon (Ar): gas plasma
- Acetilene (C₂H₂): gas di fiamma
- Protossido di Azoto (N₂O), gas di fiamma
- Ossigeno: atmosfera ossidante in un forno
- Diossido di carbonio (CO₂): solvente per estrazione supercritica
Miscele, per colture cellulari principalmente:
- Miscele CO₂/N₂, CO₂/N₂/H₂,
Liquidi criogenici:
- Azoto liquido per la conservazione e il trasporto dei campioni
- Elio liquido come fonte di freddo per RMN

➽ Perché gas puri?
Le specifiche dei gas (natura, purezza, presenza di impurità) devono rispettare specifiche condizioni che sono imposte dai produttori delle apparecchiature di analisi e di laboratorio. Certe impurità, come acqua, Ossigeno o idrocarburi possono infatti avere impatti costosi sulle apparecchiature e sui sistemi di laboratorio: invecchiamento prematuro della cella di rilevazione o delle colonne capillari dei cromatografi, interferenze sugli spettri infrarossi, ossidazione dei filamenti, ecc.

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La purezza dà un'indicazione del livello totale delle impurità presenti nella fonte di gas.
Esempio, Azoto con purezza del 99,995%:
È garantito che l'Azoto con una purezza complessiva superiore al 99,995% contenga meno dello 0,005% di impurità, ovvero un massimo di 50 ppm (1% = 10.000 ppm). Non si specifica di cosa sono composte queste 50 ppm (parti per milione).

Impurezze critiche garantite
La purezza da sola non è un indicatore sufficiente. Un gas deve essere definito e selezionato sulla base delle impurità che sono dannose per la tecnica analitica. La combinazione di purezza del gas e assenza di impurità critiche è fondamentale.

Purezza e qualità, qual è la differenza?
Dalla scoperta di farmaci, medicinali o vaccini alla loro immissione sul mercato, il processo di sviluppo di quest’ultimi nel settore della salute prevede parecchi passaggi, dalla ricerca e sviluppo, alle sperimentazioni cliniche fino alla bioproduzione.
Alcune applicazioni dei gas, in particolare nella coltura cellulare, richiedono benchmark di qualità diversi a seconda della fase in cui ci si trova:
Nella fase di ricerca e sviluppo, i gas sono a contatto con una sostanza sensibile. Per controllare tutti i parametri delle colture, è richiesto l'uso di un gas puro, conforme ai requisiti delle Buone Pratiche di Laboratorio (GLP),
Nella fase di sperimentazione clinica e di bioproduzione, il gas è a contatto con un farmaco. In termini di qualità, deve essere conforme alle specifiche della Farmacopea Europea e ai requisiti delle Buone Pratiche di Fabbricazione (GMP).

I gas industriali sono sconsigliati nei laboratori perché:

la loro purezza complessiva non è sufficiente,
le impurità critiche non coprono l'intero spettro delle tecniche analitiche,
la loro tracciabilità non è garantita.

Mantenere la qualità del gas dalla bombola ai punti di utilizzo

E’ importante che i gas puri rispettino le specifiche non solo allo stoccaggio della fonte, ma è altresì importante che le loro specifiche siano garantite ai punti di utilizzo.
L'inquinamento da retrodiffusione conseguente alla mancanza di sigillatura o da interazioni gas/bombola è molto frequente.

Regolatori, valvole, unità gas, moduli e tubazioni sono gli elementi principali degli impianti di distribuzione dei gas. Precauzioni speciali devono essere prese nella progettazione di queste apparecchiature, nella scelta delle tubazioni di collegamento e nella loro messa in servizio.

A questo proposito, modifiche di processi, estensioni di tubazioni, ecc. sono rischi di inquinamento da prendere in considerazione. Prima della rimessa in servizio dell’impianto produttivo, devono essere messe in atto procedure per la gestione delle modifiche e la qualifica, altrimenti si potranno ottenere, a volte, dei risultati alterati.

La risposta: bombole, dispositivi di regolazione della pressione, impianti per la distribuzione del gas per il mercato delle biotecnologie

Per ottenere la purezza richiesta per l'uso, è altamente auspicabile che ci sia un unico fornitore a provvedere a:

la produzione e distribuzione di gamme complete di gas puri
la progettazione, realizzazione e manutenzione di impianti per la distribuzione dei gas nel rispetto delle normative.
la fornitura di apparecchiature e di qualità adatte a questi impianti, in completa sicurezza.

Air Liquide, azienda altamente specializzata e dalla grande esperienza in questo ambito, fornisce tutti questi servizi in numerosi paesi.
I nostri esperti, formati sui gas speciali e ultra puri, hanno tutte le competenze necessarie per offrirti le migliori soluzioni per la scelta del gas relative al tuo settore.