Guide to Biopharmaceutical Solutions —From Cell Line Optimization to Pharmacokinetics—
Brožury a specifikace | 2021 | ShimadzuInstrumentace
Ve vývoji biotechnologických léčiv hraje klíčovou roli spolehlivá a citlivá analytika od optimalizace buněčné linie až po hodnotící studie farmakokinetiky. Postupy zahrnují monitorování kultivačních podmínek, purifikaci a charakterizaci proteinů, kontrolu kvality a stanovení léčiv v biologických matricích. Moderní analytické platformy umožňují minimalizovat spotřebu vzorku, zrychlit workflow a zajistit vysokou reprodukovatelnost výsledků.
Celý materiál přehledně představuje řešení pro biopharma workflow v následujících oblastech:
V práci byly aplikovány tyto přístrojové platformy a metody:
Komplexní přehled analytických nástrojů a metod od optimalizace buněčné linie až po farmakokinetické studie nabízí ucelené řešení pro biopharma průmysl. Nasazení mikro měření, pokročilé MS technologie a automatizovaných workflow zaručuje vysokou kvalitu, reprodukovatelnost a efektivitu ve všech fázích vývoje a kontroly léčiv.
GC, GC/MSD, GC/MS/MS, HeadSpace, Příprava vzorků, GC/QQQ, Spotřební materiál, MALDI, HPLC, LC/TOF, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ, ICP/MS
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Ve vývoji biotechnologických léčiv hraje klíčovou roli spolehlivá a citlivá analytika od optimalizace buněčné linie až po hodnotící studie farmakokinetiky. Postupy zahrnují monitorování kultivačních podmínek, purifikaci a charakterizaci proteinů, kontrolu kvality a stanovení léčiv v biologických matricích. Moderní analytické platformy umožňují minimalizovat spotřebu vzorku, zrychlit workflow a zajistit vysokou reprodukovatelnost výsledků.
Cíle a přehled studie / článku
Celý materiál přehledně představuje řešení pro biopharma workflow v následujících oblastech:
- Optimalizace buněčné linie (kvantifikace DNA/RNA, elektroforéza, sběr kolonií, analýza kovových prvků, kulturální komponenty).
- Purifikace a analýza proteinů (afinitní chromatografie, sekvenace N-terminálu, MALDI-TOF MS, mapování peptidů, spektroskopie CD/FTIR, analýza glykosidů).
- Charakterizace biologických vzorků (přesné stanovení molekulových hmotností LC-MS, měření agregátů, částic, termická stabilita, ICP-MS).
- Kontrola jakosti dle farmaceutických směrnic (elementární impurity Q3D, detekce subvisiálních částic).
- Farmakokinetika a biomarkery (quantifikace monoklonálních protilátek LC-MS/MS, cílená metabolomika, analýza těkavých biomarkerů, profilování exosomů).
Použitá metodika a instrumentace
V práci byly aplikovány tyto přístrojové platformy a metody:
- UV/VIS spektrofotometry UV-1900i s TrayCell/Nano Stick a BioSpec-nano (mikroobjemy, automatické wiping).
- Microchip elektroforéza MCE-202 MultiNA (DNA/RNA, HMA), CELL PICKER pro automatický sběr kolonií.
- AAS AA-7000/AAC (elektrické termální i plamenové atomizace), ICPMS-2030 (Q3D impurity) a DSQ-SCIEX.
- UHPLC-MS/MS (LCMS-8060 UF technologie) s balíkem Cell Culture Profiling, platforma C2MAP-2030 pro automatizované předúpravy.
- Prominence inertní LC + LH-40 (purifikace a SEC analýza protilátek), PPSQ-51A/53A (Edmanova degradace), MALDImini-1 a MALDI-8020 (MALDI-TOF MS) pro proteomiku a glykany.
- LC-2060 (mikro gradient) a IRTracer-100 (FTIR ATR) pro sekundární struktury proteinů, RF-20Axs pro fluorescenční glykan analýzu.
- iSpect DIA-10 (flow imaging) a Aggregates Sizer TC (laser difrakce) pro stanovení agregátů a částic, DSC-60 Plus pro denaturaci proteinů.
- nSMOL Antibody BA Kit (Fab-specifická digestace), Nexera Mikros (mikro-LC-ESI MS), LCMS-8050/8060/NX (UHPLC-MS/MS bioanalýza protilátek).
- GCMS-TQ8040 NX a LCMS-8040/8050 pro metabolomiku, HS-20 Trap + GCMS/QP2020 (těkavé biomarkery).
Hlavní výsledky a diskuse
- Kvantifikace nukleových kyselin a proteinů s objemy vzorku od 0.7 μL do 4 mL pro UV/VIS i mikro-UV spektrofotometry.
- Vysoká linearita a opakovatelnost elektroforetických analýz DNA/RNA, automatický sběr kolonií zvířecích i lidských buněk.
- Časová kontrola kovových iontů v médii, sledování metabolit (125 látek) během kultivace buňkami CHO.
- Automatizované předúpravy supernatantů (C2MAP) a vysokorychlostní LC-MS/MS analýzy proteinů i glykanů.
- Sekvenace N-terminálů proteinů Edmanovou degradací, komplementární s MALDI-TOF MS pro detekci modifikací a izomerů.
- Vysoká reprodukovatelnost LC-MS/MS peptidových map proteinů, FTIR-ATR biomolekulární sekundární struktury.
- Citlivá detekce glykanů (RF-20Axs) i složitých N-glykanů včetně sialyl-izomerů (MALDImini-1, MALDI-8020).
- Precizní stanovení molekulových hmot LCMS-9030 Q-TOF, stabilita termického chování proteinů (DSC-60), měření agregátů a subvisiálních částic.
- QC dle Q3D-guideline pro 24 kovových impurit (ICPMS-2030) a bioanalýza protilátek v krevní plazmě od 0.0076 μg/mL (nSMOL + LCMS-8050/8060).
- Metabolomika trávícího traktu s GCMS-TQ8040 NX (475 sloučenin) a UHPLC-MS/MS (Ion-pair i bez ion-pair) s databází 125 látek.
- Profilování těkavých biomarkerů HS-20 Trap + GCMS/QP2020, MALDI-8020 pro proteomické fingerprinty exozomů.
Přínosy a praktické využití metody
- Minimalizace objemů vzorků a spotřeby reagens, úspora nákladů a času.
- Vysoká automatizace a integrace předúprav, minimalizace rizika cross-kontaminace.
- Vysoká citlivost a linearita pro široké spektrum analyzovaných sloučenin.
- Jednotný workflow umožňuje snadné přepínání mezi metodami a zkrácení doby vývoje analytických metod.
- Integrovaná správa dat a auditní stopa v souladu s regulačními požadavky (21 CFR Part 11).
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další miniaturizace a automatizace analytických platforem pro vysokoprostorový screening.
- Implementace umělé inteligence a strojového učení pro prediktivní analýzu a optimalizaci procesů.
- Rozvoj real-time online monitoring kultivací a purifikací v bioreaktorech.
- Integrace multi-omics přístupů (proteomika, metabolomika, glykomika) pro hloubkovou charakterizaci biologických systémů.
- Využití nových ionizačních a detekčních technologií pro širší dynamický rozsah a nižší meze stanovení.
Závěr
Komplexní přehled analytických nástrojů a metod od optimalizace buněčné linie až po farmakokinetické studie nabízí ucelené řešení pro biopharma průmysl. Nasazení mikro měření, pokročilé MS technologie a automatizovaných workflow zaručuje vysokou kvalitu, reprodukovatelnost a efektivitu ve všech fázích vývoje a kontroly léčiv.
Reference
- Application News A634: Direct Analysis of Metallic Elements in Cell Culture Medium by AAS.
- M. Matsumoto et al., Sci. Rep. 2, 223 (2012). Projekce metabolomiky střevní mikrobioty.
- Iwamoto N. et al., Analyst, DOI:10.1039/c3an02104a; Anal. Methods, DOI:10.1039/c5ay01588j. LC-MS/MS bioanalýza protilátek nSMOL.
- J. Kovacs-Nolan et al., J. Agric. Food Chem. 53, 8421 (2005). Struktura bílkovin FTIR.
- G. Stübiger et al., Anal. Chem. 90, 13178 (2018). Profilování proteomiky exozomů MALDI-TOF MS.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Guide to Biopharmaceutical Solutions — From Cell Line Optimization to Pharmacokinetics —
2021|Shimadzu|Příručky
C10G-E089 Guide to Biopharmaceutical Solutions —From Cell Line Optimization to Pharmacokinetics— Solutions Designed for Biopharmaceutical Workflows Optimization DNA/RNA Analysis P. 8–9 P. 4–7 Analysis of Metal Elements in Culture Solutions P. 12–13 Colony Picking Analysis of Chemical Components in Culture…
Klíčová slova
culture, culturepharmacokinetics, pharmacokineticsindex, indexcell, cellmouse, mousecharacterization, characterizationothers, otherspurification, purificationcontrol, controlquality, qualityoptimization, optimizationmeasurement, measurementanalysis, analysisprinciple, principleoperating
Oligonucleotide Therapeutics Solution Guide
2025|Shimadzu|Příručky
C10G-E097 Oligonucleotide Therapeutics Solution Guide Types and Characteristics of Oligonucleotide Therapeutics Oligonucleotide therapeutics are nucleic acid polymers generally comprised of a few to several dozen bases However, it is a practical problem that oligonucleotide therapeutics are degraded and excreted rapidly…
Klíčová slova
excision, excisiondds, ddsunprotected, unprotectedcharacteristic, characteristicindex, indexoligomer, oligomerpharmacokinetics, pharmacokineticsquality, qualitycontrol, controlsynthesis, synthesisoligonucleotide, oligonucleotidepurification, purificationmodification, modificationanalysis, analysistorast
Shimadzu Solutions for Biopharmaceutical - Application Notebook
2018|Shimadzu|Příručky
C10G-E054 Solutions for Biopharmaceutical Application Notebook First Edition: December, 2017 © Shimadzu Corporation, 2017 Solutions for Biopharmaceutical Index Application Notebook Bioanalysis LCMS Bioanalysis of Antibody Drugs Using Fab-Selective Proteolysis nSMOL - Trastuzumab analysis nSMOL, which enables selective proteolysis of the…
Klíčová slova
acid, acidamino, aminoantibody, antibodyglycan, glycannsmol, nsmolerexim, ereximstructure, structurenews, newsaggregates, aggregatesmrm, mrmanalysis, analysisglycans, glycansnucleic, nucleicsizer, sizerconfirmation
Similis Bio - Streamlined mAb Subunit LC- MS Workflow for Multiple Attribute Monitoring of Biosimilar mAb Candidates During Bioprocessing and Development
2023|Waters|Aplikace
Application Note Similis Bio - Streamlined mAb Subunit LCMS Workflow for Multiple Attribute Monitoring of Biosimilar mAb Candidates During Bioprocessing and Development Samantha Ippoliti, Jared Young, Katy McNally, Caitlin Hanna, Ying Qing Yu, Bradley Prater, Mark D. Wrona, Emma Harry…
Klíčová slova
similis, similismab, mabsubunit, subunitbioprocessing, bioprocessingbiosimilar, biosimilarcandidates, candidatesattribute, attributebio, biostreamlined, streamlinedmonitoring, monitoringworkflow, workflowdevelopment, developmentduring, duringmultiple, multiplefabricator