Efficient Method Development of Monoclonal Antibody Size Variants by Size Exclusion Chromatography

Význam tématu

Monoklonální protilátky (mAb) jsou klíčové biologické léčivo, avšak během výroby a skladování vznikají agregáty, fragmenty a další velikostní varianty, které mohou ovlivnit jejich bezpečnost a účinnost. ICH-Q6B vyžaduje spolehlivou separaci a kvantifikaci těchto nečistot, přičemž SEC je nejpoužívanější technikou pro analýzu velikostních variant.

Cíle a přehled studie / článku

Studie demonstruje efektivní postup optimalizace SEC metody pro separaci monoklonálních protilátek s využitím softwaru LabSolutions MD. Hlavním cílem bylo identifikovat optimální podmínky (koncentraci NaCl, pH, průtok, teplota) zajišťující výkon metody (rozlišení a robustnost) za pomocí design space analýzy.

Použitá instrumentace

• UHPLC systém Nexera XS inert s vysokou korozní odolností
• pH monitor pHM-40 pro real-time sledování mobilní fáze
• Software LabSolutions MD pro návrh experimentů a vizualizaci design space
• Kolona TSKgel UP-SW3000 (150×4,6 mm, 2 µm)
• UV detektor SPD-M40 (280 nm)

Použitá metodika

Isokratická SEC eluce s fosfátovým pufrem, jehož koncentrace NaCl byla měněna v rozmezí 50–300 mmol/L pomocí automatického míchání mobilních fází. Následně proběhl screening tří hodnot pH (6,1/6,7/7,3), tří rychlostí průtoku (0,15/0,20/0,25 mL/min) a tří teplot kolony (20/25/30 °C). Design space v LabSolutions MD ilustroval oblasti podmínek vyhovujících kritériím rozlišení (agregát–monomer) a poměru peak-to-valley (monomer–fragment).

Hlavní výsledky a diskuse

• Optimální koncentrace NaCl byla stanovena na 150 mmol/L, což vedlo ke zvýšení rozlišení mezi agregáty a monomery z 2,10 na 2,63 a k lepšímu poměru peak-to-valley.
• Design space ukázal, že nejvyšší rozlišení (2,568) a poměr peak-to-valley (1,548) jsou dosaženy při pH 7,3, průtoku 0,15 mL/min a teplotě 30 °C.
• Online monitorování pH zajistilo stabilitu metodických podmínek a sloužilo jako kontrolní parametr pro včasné odhalení odchylek.

Přínosy a praktické využití metody

• Robustní, reprodukovatelné a rychlé vyvíjení SEC metod pro QC mAb.
• Minimalizace závislosti na individuálních zkušenostech operátora díky automatizovanému návrhu experimentů.
• Standardizované workflow umožňuje snadný přenos metod mezi laboratořemi a projekty.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření AQuID (Analytical Quality by Design) přístupu na další druhy proteinových bioterapeutik.
• Integrace strojového učení a umělé inteligence pro prediktivní návrh optimálních podmínek bez rozsáhlých experimentů.
• Vývoj automatizovaných online korektur parametrů chromatografické metody v reálném čase.
• Rozšíření na multidimenzionální chromatografii pro komplexní analýzu variant s využitím design space.

Závěr

Optimalizace SEC metody za použití Nexera XS inert, pHM-40 a LabSolutions MD prokázala efektivitu a robustnost workflow založeného na design space. Výsledné podmínky přinášejí významné zlepšení rozlišení a reprodukovatelnosti analýzy velikostních variant monoklonálních protilátek, což podporuje kvalitu a bezpečnost bioterapeutik.

Reference

• Efficient Method Development by automated pH Screening with LabSolutions MD (C190-0563)