粒子のカウントと同定

超微粒子およびナノ粒子は、いずれも寸法がナノメートルスケールの粒子ですが、由来、特性、用途が異なります。超微粒子とは、通常は 1 ～ 100 nm の範囲で、燃焼プロセス、産業排出物、大気エアロゾルなどの自然発生源または人為的発生源から生成される粒子を指します。一方のナノ粒子は、最大 1000 nm までの幅広い粒子径をカバーしており、薬剤送達、イメージング、診断、材料科学などのさまざまなアプリケーション用に設計または合成することができます。超微粒子およびナノ粒子は両方とも、その小さいサイズにより固有の物理化学的性質を示しますが、ナノ粒子は特定の機能や挙動を達成するために設計および操作される一方、超微粒子は天然物またはヒトの活動からの副生成物として生成することがあります。

サブビジブル粒子（粒子径が 1 μ を超える粒子を含む）は、医薬品の品質と安全性を評価するために、さまざまな分析手法を使用して測定できます。サブビジブル粒子を測定する一般的な方法は以下のとおりです。

1. 光遮蔽法（LO）：LO 分析法では、光源と光検出器を使用して、粒子が小さな検出ゾーンを通過することによる光強度の減衰を測定することで、液体製剤中の粒子濃度および粒子径分布を定量化できます。
2. 顕微鏡による粒子のカウント：光学顕微鏡法や位相差顕微鏡法などの顕微鏡技術は、液体サンプルを顕微鏡下で視覚的に観察します。これにより、粒子を手動でカウントおよび粒子径を測り、粒子の特性に関する定性データおよび定量データを取得するものです。Aura システムは、サブビジブル粒子の分析および測定用に特別に設計された、自動化された光学顕微鏡プラットフォームです。
3. フローイメージング顕微鏡（FIM）：FIM システムは、マイクロ流路を流れる液体サンプル中の粒子の画像をキャプチャーし、形状、サイズ、光学特性に基づいて、粒子の自動カウント、サイズ評価、特性解析を可能にします。
4. レーザー回折法：レーザー回折法は、粒子を含む液体サンプルを通過するレーザー光の散乱パターンを分析するもので、粒子径分布と濃度に関する情報が得られます。
5. 蛍光メンブレン顕微鏡（FMM）：Aura+ システムおよび Aura PTx システムの重要な構成要素である FMM では、特定の蛍光色素または結合抗体を使用して、サブビジブル粒子を検出および定量します。

これらの方法により、医薬品中のサブビジブル粒子の検出、定量、特性解析が可能になり、規制基準および製品仕様に確実に準拠することができます。

粒子径の測定には、サンプル内の粒子の寸法の測定が含まれます。これは、アプリケーションおよび分析手法に応じてナノメートルからマイクロメートルまで変化します。粒子径を決定する一般的な方法には、以下が含まれます。

1. レーザー回折法：レーザー回折技術により、粒子を含むサンプルを通過するレーザー光の散乱パターンが分析され、回折パターンに基づいて粒子径分布に関する情報が得られます。
2. 動的光散乱（DLS）：DLS では、懸濁液中の粒子のブラウン運動によって生じる散乱光強度の変動を測定し、強度自己相関関数に基づいて粒子径分布情報を生成します。
3. ナノ粒子追跡分析（NTA）：NTA システムは、光学顕微鏡および粒子追跡アルゴリズムを使用して、懸濁液中の個々のナノ粒子を可視化および追跡し、リアルタイムの粒子径分布および濃度データを提供します。
4. 電子顕微鏡：透過型電子顕微鏡（TEM）および走査型電子顕微鏡（SEM）などの電子顕微鏡技術は、個々の粒子を高解像度で可視化し、粒子径や形態を直接観察および測定することが可能になります。
5. コールターカウンター：コールターカウンターは電気インピーダンスの原理を利用し、微小開口部を通過する粒子を検出・計数します。電気抵抗の変化に基づき、粒子径分布に関する情報が得られます。
6. ふるい分け：ふるい分け法は、サンプルをメッシュサイズが次第に小さくなる一連のふるいにかけ、粒子をサイズに基づいて分離するものです。これにより、重量または体積による粒子径分布に関する情報が得られます。
7. 光学顕微鏡：この手法は従来から用いられており、USP 788 および欧州薬局方 2.9.19 の両方に記載されているように、粒子径範囲 0.8 ～ 150 µm のサブビジブル粒子を直接カウントおよび特性解析することができます。ただし、手動による光顕微鏡検査はスループットが低く、光遮蔽法に比べて結果の正確度が下がります。Aura システムは、自動化された光学顕微鏡プラットフォームです。

これらの分析法により、粒子径の特性評価において補完的なアプローチが得られます。研究者はサンプルの特性、サイズ範囲、測定要件に基づいて、最適な技術を選択することが可能になります。

粒子径分布を決定するための定量法には、サンプル中の特定のサイズ範囲内の粒子の頻度または割合を測定する方法が含まれます。一般的な定量分析法には以下が含まれます。

1. レーザー回折法：レーザー回折技術により、粒子を含むサンプルを通過するレーザー光の散乱パターンが分析され、異なる角度における散乱光の強度に基づいて粒子径分布に関する情報が得られます。
2. 動的光散乱（DLS）：DLS では、懸濁液中の粒子のブラウン運動によって生じる散乱光強度の変動を測定し、強度変動の自己相関関数に基づいて粒子径分布情報を生成します。
3. ナノ粒子追跡分析（NTA）：NTA システムは、光学顕微鏡および粒子追跡アルゴリズムを使用して、懸濁液中の個々のナノ粒子を可視化および追跡し、リアルタイムの粒子径分布および濃度データを提供します。
4. 沈降法：分析用超遠心法（AUC）や遠心沈降法などの沈降技術により、液体媒体中の粒子の沈降速度が測定され、沈降係数または粒子径分布係数に基づいて、粒子径分布に関する情報が得られます。
5. 顕微鏡画像解析：光学顕微鏡や電子顕微鏡などの顕微鏡技術と画像解析ソフトウェアを組み合わせることで、撮影画像内の粒子数と粒子径を定量化します。これにより、Particle Vue ソフトウェアを搭載した Aura システムなどの画像解析に基づいた粒子径分布データが得られます。

これらの定量法により、粒子径分布を特性解析するための精密で信頼性の高いアプローチが得られます。研究者は、さまざまなアプリケーションで微粒子サンプルの均一性、安定性、性能を評価することが可能になります。

医薬品中の微粒子汚染物質はさまざまな汚染源から発生する可能性があり、ガラス片、金属片、繊維、微生物汚染物質などの異物が含まれる可能性があります。医薬品の製造で遭遇する一般的な微粒子汚染物質には、ビジブル粒子（>50 マイクロメートル）、サブビジブル粒子（1 ～ 50 マイクロメートル）、微生物粒子（細菌、真菌など）が含まれます。これらの汚染物質は、原料、梱包材、製造装置、または環境に由来する可能性があります。微粒子汚染は、製品の品質、有効性、および患者の安全性に対するリスクを引き起こすため、製造プロセス全体を通じて厳格な品質管理措置と分析試験を実施し、汚染の問題を検出し軽減する必要があります。

医薬品業界での粒子のカウント試験には、医薬品または製造プロセス中に存在する粒子のカウントと粒子径分布の定量が含まれます。この試験は、製品の品質評価、規制基準への準拠の確認、および潜在的な汚染問題の特定のために必須となります。USP 788 は、粒子のカウント試験ガイダンスの業界標準として広く認められています。粒子のカウント試験の一般的な方法には、光遮蔽法、顕微鏡によるカウント法、ダイナミックイメージング解析などがあります。これらの手法により、粒子の濃度および粒子径分布に関する定量データが得られ、メーカーが許容範囲内で粒子レベルをモニターおよびコントロールすることが可能になります。Aura ファミリーの装置は、微生物粒子を簡単、正確、迅速に同定、サイズ評価、カウントすることができます。特に注射剤においては、粒子のカウント試験が重要になります。その理由は、過剰な粒子状物質は、塞栓や注入部位の反応など、患者の安全におけるリスクを引き起こす可能性があるからです。

汚染を管理するには、包括的な品質管理措置を実施し、優良製造基準（GMP）に従う必要があります。汚染管理の主要な戦略には、以下が含まれます。

1. 施設の設計とメンテナンス：交差汚染を防止するために、管理された環境、適切な換気、異なる製造工程ごとに分離された区域を備えた施設を設計します。
2. 人員のトレーニングと衛生管理：微生物汚染のリスクを最小限に抑えるための、適切なガウン着用手順、衛生管理慣行、無菌操作技術に関するトレーニング。
3. 原料および装置の管理：適合性と清浄度を確認するための、原料、装置、および梱包材の適格性評価とバリデーションの手順。
4. 清掃と滅菌：微生物の増殖と交差汚染を防ぐため、装置、施設、製造エリアでの堅牢な清掃と滅菌プロトコルを確立します。
5. 環境モニタリング：微生物汚染に関する空気、水、および表面の定期的なモニタリングを実施することで、潜在的な汚染源を特定し、対処します。
6. 品質管理試験：原料、中間製品、および最終製品の分析試験および検査を実施して、汚染問題を検出し、軽減します。
7. 規制対応：政府規制、優良製造基準（GMP）、薬局方要件などの規制ガイドラインおよび基準に準拠することで、製品の品質と安全性を確認します。

すべての細胞には、以下のような共通する基本的特性があります。

• 細胞膜：細胞は細胞膜に囲まれており、この膜により細胞を外部環境から隔てるとともに、分子の細胞内外の行き来が調節されます。
• 遺伝物質：細胞には遺伝物質が含まれています。通常は染色体の形態をとる DNA（デオキシリボ核酸）であり、細胞機能と遺伝に関する指令を保持しています。
• 細胞質：細胞質とは、細胞内に存在するゲル状の物質であり、ミトコンドリア、小胞体、リボソームなど、細胞の過程に関与する様々な細胞小器官を含んでいます。
• 代謝：細胞は、エネルギーを獲得し、細胞の成長、維持、機能に必要な生体分子を合成するために代謝過程を行っています。
• 細胞は、有糸分裂や減数分裂などの過程を通じて、新しい細胞を生成するために生殖し分裂する能力を有しています。

これらの基本的特性は、種類や組織内での機能に関係なく、すべての細胞が存続し、機能するために不可欠です。

多分散度指数（PDI）は、サンプル内の粒子径の分布の幅を示す指数です。低い PDI は、より均一な粒子径を示します。多くの場合、医薬品の安定性と性能において低い PDI が求められます。