Automated High-Throughput Analytical- Scale Monoclonal Antibody Purification Using Production-Scale Protein A Affinity Chromatography Resin
Aplikace | 2023 | WatersInstrumentace
Purifikace monoklonálních protilátek (mAb) z kultivačních médií se používá k odstranění interferujících složek a umožňuje přesné analýzy kvality a stability přípravku. Vysoká propustnost a automatizace zvyšují efektivitu práce i reprodukovatelnost výsledků.
Cílem studie bylo vyvinout automatizovanou analytickou purifikaci 120–240 µg mAb pomocí procesní Protein A pryskyřice v 96-well filtrací destičce. Metoda minimalizuje množství vzorku, maximalizuje výtěžek a koncentraci finálního eluátu a zkracuje dobu přípravy pro 48 vzorků na přibližně 1 hodinu.
Postup zahrnoval 12 pipetovacích kroků a 4 inkubační kroky. Po přidání Protein A pryskyřice do kultivačního média probíhala 20min inkubace na orbitálním mixéru (1250 RPM, 8 °C). Následovalo promytí, eluce 100 mM glycin pH 3.0 a neutralizace 1 M Tris pH 7.5 v poměru 1:9.
Metoda dosahuje výtěžnosti ≥85 % při naložení 120 µg mAb a ≥94 % při 240 µg. Nižší titry (0,5 µg/µL) vyžadují opakované naložení nebo více pryskyřice. Artefaktální formace multimer se zvýšila při pH ≤3.0, proto byl vybrán glycin pH 3.0.
Reprodukovatelnost (n=8) ukázala výtěžnost ≥90 % pro vzorky v PBS i z CHO média. Metoda efektivně odstraňuje hostitelské proteiny, což potvrdila analýza SEC a LC-MS glykanové profilování s detekcí hlavních glykoforem a mírným zvýšením M5.
Metodu lze rozšířit na vyšší zatížení až 480 µg a různé typy pryskyřic. Další optimalizace kroků praní a pH může zlepšit odstranění hostitelských proteinů a kvantitativní obnovu HMWS. Integrace pokročilých automatizačních platforem a strojového učení může zkrátit dobu vývoje a zvýšit robustnost procesů.
Automatizovaná analytická purifikace mAb pomocí procesní Protein A pryskyřice prokázala vysokou výtěžnost, reprodukovatelnost a účinné odstranění rušivých složek. Metoda zkracuje dobu přípravy vzorků a umožňuje bezproblémové navazující SEC a glykanová měření.
Příprava vzorků, Spotřební materiál, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC kolony, GPC/SEC
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Purifikace monoklonálních protilátek (mAb) z kultivačních médií se používá k odstranění interferujících složek a umožňuje přesné analýzy kvality a stability přípravku. Vysoká propustnost a automatizace zvyšují efektivitu práce i reprodukovatelnost výsledků.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout automatizovanou analytickou purifikaci 120–240 µg mAb pomocí procesní Protein A pryskyřice v 96-well filtrací destičce. Metoda minimalizuje množství vzorku, maximalizuje výtěžek a koncentraci finálního eluátu a zkracuje dobu přípravy pro 48 vzorků na přibližně 1 hodinu.
Použitá metodika
Postup zahrnoval 12 pipetovacích kroků a 4 inkubační kroky. Po přidání Protein A pryskyřice do kultivačního média probíhala 20min inkubace na orbitálním mixéru (1250 RPM, 8 °C). Následovalo promytí, eluce 100 mM glycin pH 3.0 a neutralizace 1 M Tris pH 7.5 v poměru 1:9.
Použitá instrumentace
- Andrew+ Pipeting Robot s Extraction+ modulem
- Pall AcroPrep Advance 96-well Filter Plate (0,2 µm)
- Waters QuanRecovery 700 µL 96-well plate
- Orbital shaker Eppendorf ThermoMixer C (8 °C)
- UPLC systém ACQUITY Premier s TUV detekcí a BioAccord LC-MS (ESI-ToF)
- Software OneLab a Empower 3
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda dosahuje výtěžnosti ≥85 % při naložení 120 µg mAb a ≥94 % při 240 µg. Nižší titry (0,5 µg/µL) vyžadují opakované naložení nebo více pryskyřice. Artefaktální formace multimer se zvýšila při pH ≤3.0, proto byl vybrán glycin pH 3.0.
Reprodukovatelnost (n=8) ukázala výtěžnost ≥90 % pro vzorky v PBS i z CHO média. Metoda efektivně odstraňuje hostitelské proteiny, což potvrdila analýza SEC a LC-MS glykanové profilování s detekcí hlavních glykoforem a mírným zvýšením M5.
Přínosy a praktické využití metody
- Vysoká propustnost: purifikace 48 vzorků za ~1 hodinu
- Minimální množství vzorku (60–480 µg) s vysokým výtěžkem
- Flexibilita volby procesní pryskyřice (Protein A, G nebo L)
- Kompatibilita se SEC, glykanovou analýzou a dalšími metodami
- Snižuje chybovost a pracovní náročnost analytika
Budoucí trendy a možnosti využití
Metodu lze rozšířit na vyšší zatížení až 480 µg a různé typy pryskyřic. Další optimalizace kroků praní a pH může zlepšit odstranění hostitelských proteinů a kvantitativní obnovu HMWS. Integrace pokročilých automatizačních platforem a strojového učení může zkrátit dobu vývoje a zvýšit robustnost procesů.
Závěr
Automatizovaná analytická purifikace mAb pomocí procesní Protein A pryskyřice prokázala vysokou výtěžnost, reprodukovatelnost a účinné odstranění rušivých složek. Metoda zkracuje dobu přípravy vzorků a umožňuje bezproblémové navazující SEC a glykanová měření.
Reference
- Hopp J et al. Development of a High Throughput Protein A Well-Plate Purification Method. Biotechnol Prog. 2009;25(5):1427–32.
- Coffman JL et al. High‐Throughput Screening of Chromatographic Separations. Biotechnol Bioeng. 2008;100(4):605–618.
- Bergander T et al. Determination of Dynamic Binding Capacity Using Microtiter Filter Plates. Biotechnol Prog. 2008;24(3):632–639.
- Koza SM et al. Rapid SEC-UV Analysis of Monoclonal Antibodies. Waters Appl Note 720007852. 2022.
- Dunn ZD et al. Two-dimensional Protein-A SEC of Monoclonal Antibodies. MAbs. 2020;12(1):1702263.
- Jones M et al. “High‐Risk” Host Cell Proteins: A Multi‐Company Collaborative View. Biotechnol Bioeng. 2021;118(8):2870–2885.
- Hanna CM et al. Automated High-Throughput N-Glycan Labelling and LC-MS Analysis. Waters Appl Note 720007854. 2023.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
At-line Solutions for Upstream Bioprocessing - APPLICATION NOTEBOOK
2024|Waters|Příručky
[APPLICATION NOTEBOOK] At-line Solutions for Upstream Bioprocessing Application Notes [APPLICATION NOTEBOOK] Introduction Bioprocessing harnesses the power of living cells to manufacture valuable products such as biological drugs for clinical use. The introduction and use of biologics has revolutionized biotherapeutics to…
Klíčová slova
bioprocessing, bioprocessingupstream, upstreamnotebook, notebookreturn, returncontents, contentsculture, cultureline, linesolutions, solutionsmedia, mediacell, cellbioaccord, bioaccordmab, mabapplication, applicationthroughput, throughputmonoclonal
Analytical Scale 96-well Protein A Affinity Resin-Based Purification using Andrew+™ Automation Robot Supporting Upstream Bioprocessing
2025|Waters|Aplikace
Application Note Analytical Scale 96-well Protein A Affinity Resin-Based Purification using Andrew+™ Automation Robot Supporting Upstream Bioprocessing Yun W Alelyunasa, Julie Wushenskya, Mark Wronab, Rui Chena a Waters IMMERSE™ Lab, Newark, DE, United States b Waters Corporation, Milford, MA, United…
Klíčová slova
bioprocessing, bioprocessingupstream, upstreampurification, purificationaffinity, affinitybioresolve, bioresolvehccf, hccfrobot, robotandrew, andrewunpurified, unpurifiedprotocol, protocolproa, proaprotein, proteinmab, mabautomated, automatedrecovery
Analytical LC-MS Platform Methodologies to Support Upstream Bioprocess Optimization
2025|Waters|Aplikace
Application Note Analytical LC-MS Platform Methodologies to Support Upstream Bioprocess Optimization Yun Alelyunas, Julie Wushensky, Jurgen Sanes, Mark Wrona, Rui Chen Waters Corporation, United States Published on August 18, 2025 Introduction Effective process monitoring and product critical quality attribute analysis…
Klíčová slova
bioprocess, bioprocessupstream, upstreammethodologies, methodologiesplatform, platformoptimization, optimizationsupport, supportanalytical, analyticalandrew, andrewglycan, glycanculture, cultureprotein, proteinreleased, releasedmedia, mediatable, tableusing
Automated High-Throughput N-Glycan Labelling and LC-MS Analysis for Protein A Purified Monoclonal Antibodies
2023|Waters|Aplikace
Application Note Automated High-Throughput N-Glycan Labelling and LC-MS Analysis for Protein A Purified Monoclonal Antibodies Caitlin M. Hanna, Stephan M. Koza, Ying Qing Yu Waters Corporation Abstract N-Glycans are routinely monitored during the development of biotherapeutics because they can affect…
Klíčová slova
glycan, glycanlabelling, labellingpurified, purifieddiafiltration, diafiltrationantibodies, antibodiesmonoclonal, monoclonalautomated, automatedprotein, proteinthroughput, throughputprotocol, protocolanalysis, analysishigh, highglycoworks, glycoworksrapifluor, rapifluorglycans