Nuwiq® är en rekombinant faktor VIII (FVIII) produkt som används för att behandla hemofili A, en recessiv X-kromosombunden sjukdom som kännetecknas av allvarlig FVIII-brist och främst drabbar män. Produkten säljs som ett frystorkat pulver och genomgår omfattande kvalitetskontroller innan frisläppning till patient, inklusive bestämning av vattenhalt. För närvarande görs detta med hjälp av den kolorimetrisk Karl-Fischer (KF) titrering som är en noggrann och väletablerad metod. KF-titrering kräver dock farliga kemikalier, är tidskrävande, arbetskrävande och är provförstörande.

En alternativ metod för bestämning av vatteninnehåll skulle kunna vara Nära Infrard (NIR) spektroskopi, en icke-destruktiv, enkel och snabbare metod. Målet med detta projekt var att utvärdera om NIR-spektroskopi kunde ersätta KF-titrering för bestämning av vattenhalt i Nuwiq®. För att göra detta spetsades 30 olika batcher av Nuwiq® med varierande mängder fukt i en fuktkammare. Spektra av de spikade proverna samlades in med hjälp av en FT-NIR Antaris II i diffust reflektansläge och programvaran Result Operation. KF-titrering utfördes sedan på samma prover för att erhålla referensvärden.

De insamlade spektra användes för att bygga en kalibreringsmodell i TQ Analyst med hjälp av Partial Least Squares (PLS) regression och olika kemometriska tekniker för att minska brus, jämna ut data och optimera resultaten. KF-referensvärdena parades ihop med sina motsvarande NIR-spektra för att skapa en kalibreringsmodell. Modellens prestanda utvärderades genom att analysera 12 olika Nuwiq-batcher® som inte ingick i kalibreringsuppsättningen.

Kalibreringsmodellen visade en stark prediktiv förmåga, med en korrelationskoefficient på 0,99899, ett Root Mean Square Error of Calibration (RMSEC) på 0,0362 och ett Standard Error of Prediction (SEP) på 0,0346 – vilket tyder på att modellen inte var överanpassad och förutspådde referensvärdena med hög precision. I vissa fall förutspådde dock modellen inte vattenhalten exakt, vilket tyder på ett behov av ytterligare utvärdering.

Sammanfattningsvis visar NIR-kalibreringsmodellen potential som ersättning för KF-titrering i rutinmässig analys för bestämning av vattenhalt i Nuwiq®. Kalibreringsprovuppsättningen bör dock utökas till 50–100 för att förbättra robustheten, noggrannheten och precisionen.

Nuwiq® is a recombinant Factor VIII (FVIII) product used to treat Hemophilia A, a recessive X-linked disorder characterized by severe FVIII deficiency, primarily affecting men. The product is sold as a lyophilized powder and undergoes extensive quality control before release, including determination of water content. Currently, this is done using the coulometric Karl-Fischer (KF) titration method, a highly accurate and well-established method. However, KF titration requires hazardous chemicals, is time-consuming, labor-intensive, and is sample-destructive. 

An alternative method for water content determination could be Near Infrared (NIR) spectroscopy, a non-destructive, simple and faster method. The goal of this project was to evaluate whether NIR spectroscopy could replace KF titration for water content determination in Nuwiq®. To do this, 30 different batches of Nuwiq® were spiked with varying amounts of moisture in a humidity chamber. Spectra of the spiked samples were collected using a FT-NIR Antaris II in diffuse reflectance mode and the Result Operation software. KF titration was then performed on the sample samples to obtain reference values. 

The collected spectra were used to build a calibration model in TQ Analyst, using Partial Least Squares (PLS) regression and various chemometric techniques to reduce noise, smooth the data and optimize results. The KF reference values were paired with their corresponding NIR spectra to create the calibration model. The model’s performance was evaluated by analyzing 12 different Nuwiq® batches not included in the calibration set. 

The final calibration model revealed strong predictive ability, with a correlation coefficient of 0.99899, a Root Mean Square Error of Calibration (RMSEC) of 0.0362, and a Standard Error of Prediction (SEP) of 0.0346 – suggesting that the model was not overfitted predicted the reference values with high precision. However, in some cases, the model did not predict the water content accurately, indicating a need for further evaluation. 

In conclusion, the NIR calibration model shows potential as replacement for KF titration in routine analysis of water content determination in Nuwiq®. However, the calibration sample set should be expanded to 50-100 to improve robustness, accuracy and precision.