प्रकाश-आधारित उपकरण उत्पादन के दौरान टीके की गुणवत्ता पर लगातार नज़र रखता है

कोविड-19 महामारी के प्रकोप ने बड़ी मात्रा में नए टीकों के तेजी से विकास, उत्पादन और वितरण की आवश्यकता को प्रदर्शित किया। पर्ड्यू यूनिवर्सिटी और मर्क एंड कंपनी इंक के शोधकर्ताओं की एक टीम, जिसे अमेरिका और कनाडा के बाहर मर्क शार्प एंड डोहमे कॉर्प के नाम से जाना जाता है, ने अब एक नया विश्लेषणात्मक उपकरण पेश किया है जो दवा कंपनियों को तेजी से निगरानी और विश्लेषण के साथ वैक्सीन उत्पादन को बढ़ावा देने में मदद कर सकता है।

पर्ड्यू में कृषि और जैविक इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर मोहित वर्मा के नेतृत्व में अनुसंधान टीम ने परीक्षणों में पेटेंट-लंबित उपकरण को मान्य किया, जिसने लगातार बहने वाले वायरल कणों की गुणवत्ता और मात्रा को सफलतापूर्वक मापा।

कृषि और जैविक इंजीनियरिंग में पर्ड्यू स्नातक छात्रा श्रेया अठालये ने कहा, “मौजूदा तरीके अधिक समय लेने वाले और ऑफ़लाइन हैं।” नमूनों को उत्पादन लाइन से हटाकर परीक्षण के लिए एक उपकरण में स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। लेकिन नया गुणवत्ता-नियंत्रण उपकरण उत्पादन लाइन पर काम कर सकता है और 30 सेकंड या उससे कम समय में परिणाम दे सकता है। उन्होंने कहा, “इसे ऑनलाइन करने से वैक्सीन उत्पादन में समय और पैसा बचेगा।”

अठालये, वर्मा और उनके सह-लेखकों ने उनका वर्णन किया नया विश्लेषणात्मक उपकरण में स्पेक्ट्रोचिमिका एक्टा भाग ए: आणविक और बायोमोलेक्यूलर स्पेक्ट्रोस्कोपी. उन्होंने पर्ड्यू इनोवेट्स ऑफ़िस ऑफ़ टेक्नोलॉजी व्यावसायीकरण को नवाचार का खुलासा किया, जिसने बौद्धिक संपदा की रक्षा के लिए पेटेंट के लिए आवेदन किया है। अध्ययन में कृषि और जैविक इंजीनियरिंग, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग, कंप्यूटर विज्ञान, मैकेनिकल इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान इंजीनियरिंग के विशेषज्ञों की विशेषज्ञता को संयोजित किया गया। मर्क के सह-लेखकों ने नमूने उपलब्ध कराए और औद्योगिक संचालन के साथ अध्ययन की अनुकूलता सुनिश्चित की।

शोधकर्ताओं ने अपने नए उपकरण को रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी पर आधारित किया है, जो एक नमूने के आणविक फिंगरप्रिंट प्राप्त करने के लिए लेजर का उपयोग करता है। अठालिये ने कहा, “यह प्रकृति में गैर-विनाशकारी है, और पानी वाले नमूनों के साथ काम करने की इसकी क्षमता इसे टीकों जैसे जैविक नमूनों के लिए आदर्श बनाती है।”

2022 में, अथालिये ने सह-लेखन किया अध्ययन वर्मा और मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर अरेज़ू अर्देकानी की प्रयोगशालाओं से, जिन्होंने खसरा, कण्ठमाला और अन्य वायरस वाले नमूनों में वायरल कणों की एकाग्रता को मापने के लिए रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और मशीन लर्निंग का उपयोग किया।

नए अध्ययन ने हर्पीस परिवार के एक सदस्य, मानव साइटोमेगालोवायरस (सीएमवी) के कणों का पता लगाने में उपकरण की प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया। सीएमवी वैक्सीन विकसित करने के अपने प्रयासों में शोधकर्ता वायरस जैसे कणों के साथ काम करते हैं। सीएमवी मुख्य रूप से कमजोर प्रतिरक्षा प्रणाली वाले लोगों को संक्रमित करता है, जिनमें प्रत्यारोपण प्राप्त करने वाले लोग भी शामिल हैं।

अठालिये ने कहा, “सीएमवी संरचना और कार्रवाई का तरीका वैक्सीन के विकास को चुनौतीपूर्ण बनाता है, लेकिन कई जांच टीकों का नैदानिक ​​​​परीक्षणों में मूल्यांकन किया जा रहा है।”

वर्मा ने कहा, “प्रक्रिया विश्लेषणात्मक प्रौद्योगिकी, या पीएटी, बायोलॉजिक्स को तेजी से जारी करने में सक्षम बनाने की क्षमता रखती है।” “हमने रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके पीएटी को सक्षम करने के लिए मैकेनिकल इंजीनियरिंग में अर्देकानी प्रयोगशाला और मर्क में समूह के साथ इस सहयोगी परियोजना पर काम किया है। यह प्रदर्शित करके कि हम औद्योगिक रूप से प्रासंगिक सांद्रता और प्रवाह दर पर सीएमवी को चिह्नित करने में सक्षम हैं, हम बायोमैन्युफैक्चरिंग में इस दृष्टिकोण को आसानी से अपनाने का समर्थन करते हैं।”

अनुसंधान दल सीएमवी कणों का पता लगाने के लिए इस प्रकार के रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी-आधारित उपकरण के बारे में किसी भी पिछली रिपोर्ट से अनभिज्ञ है। इस प्रकार का उपकरण, जिसे प्रक्रिया विश्लेषणात्मक प्रौद्योगिकी के रूप में जाना जाता है, उत्पादन प्रक्रिया की निरंतर निगरानी करके बेहतर गुणवत्ता नियंत्रण प्रदान करता है।

अथालये ने कहा, “मुद्दा यह है कि हम कण का विश्लेषण करना चाहते हैं क्योंकि यह उत्पन्न हो रहा है।” और प्रौद्योगिकी अन्य प्रकार के टीकों के उत्पादन में उपयोग के लिए पर्याप्त लचीली है।

2020 के एक अध्ययन मेंवर्मा और उनके सहयोगियों ने फार्मास्युटिकल उद्योग के लिए चिंता का विषय बैक्टीरिया और फंगल संदूषकों की पहचान करने के लिए रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग किया। उस परियोजना में, टीम ने स्थिर परिस्थितियों में वायरस से 10 गुना बड़े बैक्टीरिया का पता लगाने के लिए एक परख विकसित की। अथालये ने कहा, “इस अध्ययन में, हम एक ऐसी प्रणाली के साथ आगे बढ़ रहे हैं जो निरंतर प्रवाह में निगरानी की अनुमति देती है।”

साथ ही, 2020 में भीवर्मा और उनके सह-लेखकों ने एंटीबॉडी के निर्माण पर पीएटी के प्रभाव का आकलन किया जो स्वाभाविक रूप से उत्पादित मानव एंटीबॉडी की तरह काम करता है।

शोधकर्ताओं ने औद्योगिक उत्पादन प्रवाह दर और स्थिर स्थितियों सहित विभिन्न प्रवाह दरों के तहत नई प्रणाली का परीक्षण किया। अथालये ने कहा, “हम यह सुनिश्चित करना चाहते थे कि हम एक ऐसा उपकरण विकसित कर रहे हैं जिसे औद्योगिक परिचालन स्थितियों में स्थानांतरित किया जा सके।” यह विशेष रूप से निरंतर विनिर्माण पर लागू होता है, जिसमें टीके और अन्य उत्पाद उत्पादन लाइन से बिना रुके प्रवाहित होते हैं।

अठालये ने कहा, “निरंतर विनिर्माण ही भविष्य है। यह पर्यावरण के अनुकूल है, और यह पैसे और संसाधनों को भी बचाता है।” “निरंतर विनिर्माण का महत्वपूर्ण घटक एक मजबूत गुणवत्ता-नियंत्रण उपकरण, या अधिक विशेष रूप से, एक प्रक्रिया विश्लेषणात्मक उपकरण विकसित करना है। यही मुझे इस शोध को करने के लिए प्रेरित करता है।”

भविष्य के काम में, टीम अन्य वायरस, टीके और वायरस जैसे कणों के लिए रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी के उपयोग का प्रदर्शन करेगी। वर्मा ने कहा, “हम ऐसे परिणाम देने में जांच-आधारित तरीकों की क्षमता का भी प्रदर्शन करेंगे ताकि उन्हें निरंतर विनिर्माण इकाई संचालन में एकीकृत किया जा सके।”