过程分析技术（Process Analytical Technology，PAT）源于美国食品和药物管理局（FDA）于2004年发布的指南，在如何在生物制药上游工艺真正实现PAT中我们已经对PAT做了初步介绍，要实现"QbD(质量源于设计)"这个理念，首先必须要明确生物工艺中哪些相关参数对产品的质量属性有无影响、有何影响，才能有针对性的对工艺参数进行监测、控制，以保证产品的稳定生产。
质量源于设计（QbD）的核心逻辑与实施路径
 
QbD的理念要求以预期产品质量特性为研发起点，在明确关键物料属性 (CMA) 的基础上，通过实验设计，研究产品的关键质量属性 (CQA), 确立关键工艺参数 (CPP)。这就要求从业者在药品的设计与研发过程中，要充分理解工艺参数对生产工艺过程的影响，进行优化和验证，建立能够满足产品性能且工艺稳健的设计空间（即可接受的工艺参数波动范围）， 并根据设计空间，建立质量风险管理，从而得到相对全面的药品质量控制逻辑，确立质量控制策略和药品质量体系。
 

ICH Q8（R2）中对关键参数的核心定义

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• 关键质量属性 (CQA)

物理、化学、生物学或微生物的性质、特征，其应当在适当的限度、范围或分布内，以保证产品质量。

• 关键工艺参数 (CPP)

此工艺参数的变化会影响管关键质量属性，因此需要被监测及控制，确保生产产生的质量。

• 设计空间 (Design Space)

已被证明能保证产品质量的输入变量（如物料属性）和工艺参数的多维组合与相互作用范围。在此空间内操作不被视为变更，超出则需启动监管程序。

• 下面以生物制药领域为例，简要列举常见的指标类型及相关内容。

1.关键质量属性（CQA）
产物纯度：如蛋白质的纯度、杂质含量（宿主细胞蛋白、DNA、内毒素等）。
生物活性：如酶活性、抗体结合能力等。
稳定性：包括化学稳定性（如氧化、降解）和物理稳定性（如聚集、沉淀）。
2.关键工艺参数（CPP）
上游工艺：细胞培养的温度、pH值、补料策略、细胞密度等。
下游工艺：层析的洗脱条件、流速、柱温；超滤的截留分子量、压力等。
 
3.设计空间与可接受范围
参数范围：通过实验确定CPP的可接受操作范围（PAR）和正常操作范围（NOR）。
最差条件：验证工艺在极端参数组合下的稳定性。
4.原材料属性
培养基、缓冲液、层析介质等的批次差异对产品质量的影响。
以上简单列举了相关指标，具体如何进行CQA和CPP的识别和确认，生物制药4.0 | 如何识别关键工艺参数 (CPPs) 与关键质量属性 (CQAs)已有相关介绍。 Akwa® R1原位在线拉曼分析仪
 
浚真生命科学自主研发的Akwa® R1是一款内置标准化通用模型，实时监测的原位在线拉曼分析仪。在制药工艺过程中在线实时监测关键工艺参数（CPP）与产品质量属性（CQA），为工艺优化和质量管控提供核心数据支撑，从而帮助客户在确保产品质量的前提下提升目标蛋白产率，助力生物制药企业降本增效，实现更高效、更稳定的工艺开发与生产。
 
Akwa® R1原位在线拉曼分析仪在生物工艺开发、工艺优化、工艺验证以及商业化生产的过程中实时监测多种关键工艺参数(CPPs)、关键质量属性CQAs)：葡萄糖，乳酸、活细胞密度、活率、谷氨酸、谷氨酰胺、氨、抗体浓度等。如下图，相较于传统手动补料模式，动态连续补料工艺可显著抑制培养后期的乳酸累积效应，同时将目标蛋白产率提高20%。在应用Akwa® R1的项目中，基于在线拉曼分析仪构建的动态补料策略，有效推动了工艺优化进程，实现工艺稳定性与目标蛋白产率的双重增效。 
在生物制药领域中，关键工艺参数对质量控制有着至关重要的影响，一旦某些参数发生控制区间，产品质量将受到难以修复的损害。在下一讲中将详细介绍CPP的相关信息。