Direct and Rapid SEC Analysis of Monoclonal Antibody Titer and Aggregation in Cell- Culture
Aplikace | 2023 | WatersInstrumentace
Analýza titru a agregace monoklonálních protilátek (mAb) přímo v bioreaktorových vzorcích je klíčová pro optimalizaci buněčných linií, sledování kvality procesu a urychlení vývoje biotechnologických produktů. Tradiční metody vyžadují Protein A purifikaci, která může pozměnit úroveň agregátů a prodloužit čas analýzy. Rychlá SEC‐FLR metoda umožňuje přímou detekci mAb monomeru a agregátů v buňkami vyčištěných médiích během několika minut bez nutnosti čištění.
Cílem práce bylo vyvinout vysokopropustnou SEC metodu trvající 2,4 minuty, schopnou kvantifikovat titer a vysokomolekulární agregáty (HMWS) monoklonálních protilátek přímo ve vzorcích z CHO buněčných kultur. Metoda využívá intrinsickou fluorescenci pro zvýšení citlivosti a minimalizaci objemu injekce, přičemž se testovala robustnost a životnost kolony při více než 500 po sobě jdoucích analýzách.
Vzorky protilátek (trastuzumab, Kanjinti) byly ředěny v PBS nebo ne-transfekovaném CHO médiu (NTM), filtrovaném 0,2 μm a odstředěném. Analýzy probíhaly na systému Waters ACQUITY Premier UPLC s Quaternary Solvent Manager a CH-A termostatem:
Intrinsic FLR detekce zvýšila poměr signál/šum pro HMWS více než desetkrát oproti A280, umožnila snížit objem vzorku na 0,1 μL a odstranit interferenci DNA/RNA. Kvantifikace titru protilátek byla lineární v rozmezí 0,25–4 mg/mL s odchylkou ≤3,2 %. Dimer HMWS1 byl spolehlivě detekovatelný již od 1 % abundance při 0,5 mg/mL titru. Stresované vzorky prokázaly lineární nárůst multimerních agregátů (HMWS2) od 1,5 % úrovně. Kolona si zachovala rozlišení (Rs ≥1,5) více než po 500 injekcích, odhadovaná životnost bez strážné kolony přesahuje 1000 analýz. Vzorky lze dále ředit (až 1:1 s PBS) pro omezení kontaminace a prodloužení životnosti kolony.
Metoda nabízí:
Další rozvoj může zahrnovat využití strážných kolonek pro další ochranu SEC kolony, automatizované 2D‐LC systémy, šíření na jiné biologické molekuly (fúzní proteiny, ADC), integraci direct coupling s MS a miniaturizaci pro mikroPRC. Rozšíření metodologie na on-line monitorování procesů (PAT) umožní real-time kontrolu kvality.
Vyvinutá SEC‐FLR metoda přináší rychlou a citlivou analýzu titru a agregace mAb přímo v buněčných kádích bez nutnosti předchozí purifikace. Spojení 200 mM AMA mobilní fáze, hydrofobně-hydrofobního povrchu kolony a intrinsické FLR detekce zajišťuje vysoké S/N, minimální objemy vzorku a dlouhou životnost kolony, což usnadní rychlé rozhodování v bioprocesním výzkumu a výrobě.
GPC/SEC
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Analýza titru a agregace monoklonálních protilátek (mAb) přímo v bioreaktorových vzorcích je klíčová pro optimalizaci buněčných linií, sledování kvality procesu a urychlení vývoje biotechnologických produktů. Tradiční metody vyžadují Protein A purifikaci, která může pozměnit úroveň agregátů a prodloužit čas analýzy. Rychlá SEC‐FLR metoda umožňuje přímou detekci mAb monomeru a agregátů v buňkami vyčištěných médiích během několika minut bez nutnosti čištění.
Cíle a přehled studie
Cílem práce bylo vyvinout vysokopropustnou SEC metodu trvající 2,4 minuty, schopnou kvantifikovat titer a vysokomolekulární agregáty (HMWS) monoklonálních protilátek přímo ve vzorcích z CHO buněčných kultur. Metoda využívá intrinsickou fluorescenci pro zvýšení citlivosti a minimalizaci objemu injekce, přičemž se testovala robustnost a životnost kolony při více než 500 po sobě jdoucích analýzách.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky protilátek (trastuzumab, Kanjinti) byly ředěny v PBS nebo ne-transfekovaném CHO médiu (NTM), filtrovaném 0,2 μm a odstředěném. Analýzy probíhaly na systému Waters ACQUITY Premier UPLC s Quaternary Solvent Manager a CH-A termostatem:
- Kolona: XBridge Premier Protein SEC 250 Å, 2,5 μm, 4,6×150 mm (BEH-PEO částice, MaxPeak HPS hardware)
- Mobilní fáze: 200 mM ammonium acetát, LC-MS grade, sterilně filtrovaná 0,1 μm
- Detekce: TUV (280 nm) a FLR (ex 280 nm/em 350 nm), autozero v 0,6 min
- Teplota kolony: 25 °C, teplota vzorku: 6 °C
- Průtok: 1,0 mL/min, objem injekce: 0,1 μL (FLR) nebo 1,0 μL (UV)
- Software: Empower 3
Hlavní výsledky a diskuse
Intrinsic FLR detekce zvýšila poměr signál/šum pro HMWS více než desetkrát oproti A280, umožnila snížit objem vzorku na 0,1 μL a odstranit interferenci DNA/RNA. Kvantifikace titru protilátek byla lineární v rozmezí 0,25–4 mg/mL s odchylkou ≤3,2 %. Dimer HMWS1 byl spolehlivě detekovatelný již od 1 % abundance při 0,5 mg/mL titru. Stresované vzorky prokázaly lineární nárůst multimerních agregátů (HMWS2) od 1,5 % úrovně. Kolona si zachovala rozlišení (Rs ≥1,5) více než po 500 injekcích, odhadovaná životnost bez strážné kolony přesahuje 1000 analýz. Vzorky lze dále ředit (až 1:1 s PBS) pro omezení kontaminace a prodloužení životnosti kolony.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí:
- Rychlý monitoring titru a agregace během kvašení
- Eliminaci Protein A purifikace, snížení rizika artefaktů
- Vysokou propustnost (2,4 minuty na analýzu)
- Minimální objem vzorku (0,05–0,1 μL)
- Robustní výkon pro průmyslovou QA/QC a vývoj procesů
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj může zahrnovat využití strážných kolonek pro další ochranu SEC kolony, automatizované 2D‐LC systémy, šíření na jiné biologické molekuly (fúzní proteiny, ADC), integraci direct coupling s MS a miniaturizaci pro mikroPRC. Rozšíření metodologie na on-line monitorování procesů (PAT) umožní real-time kontrolu kvality.
Závěr
Vyvinutá SEC‐FLR metoda přináší rychlou a citlivou analýzu titru a agregace mAb přímo v buněčných kádích bez nutnosti předchozí purifikace. Spojení 200 mM AMA mobilní fáze, hydrofobně-hydrofobního povrchu kolony a intrinsické FLR detekce zajišťuje vysoké S/N, minimální objemy vzorku a dlouhou životnost kolony, což usnadní rychlé rozhodování v bioprocesním výzkumu a výrobě.
Reference
- Dunn ZD, Desai J, Leme GM, Stoll DR, Richardson DD. Rapid Two-Dimensional Protein-a Size Exclusion Chromatography of Monoclonal Antibodies for Titer and Aggregation Measurements From Harvested Cell Culture Fluid Samples. MAbs. 2020;12(1):1702263.
- Paul AJ, Schwab K, Hesse F. Direct analysis of mAb aggregates in mammalian cell culture supernatant. BMC Biotechnology. 2014;14(1):1–11.
- Koza SM, Jiang AHW, Yu YQ. Rapid SEC-UV Analysis of Monoclonal Antibodies Using Ammonium Acetate Mobile Phases. Waters Application Note 720007852, 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
Automated High-Throughput Analytical- Scale Monoclonal Antibody Purification Using Production-Scale Protein A Affinity Chromatography Resin
2023|Waters|Aplikace
Application Note Automated High-Throughput AnalyticalScale Monoclonal Antibody Purification Using Production-Scale Protein A Affinity Chromatography Resin Stephan M. Koza, Caitlin M. Hanna, Albert H. W. Jiang, Ying Qing Yu Waters Corporation Abstract An automated analytical-scale Protein A affinity based purification of…
Klíčová slova
scale, scaleaffinity, affinitypurification, purificationmonoclonal, monoclonalresin, resinantibody, antibodyprotein, proteinproduction, productionthroughput, throughputautomated, automatedchromatography, chromatographyanalytical, analyticalmab, mabhigh, highusing
Rapid SEC-UV Analysis of Monoclonal Antibodies Using Ammonium Acetate Mobile Phases
2023|Waters|Aplikace
Application Note Rapid SEC-UV Analysis of Monoclonal Antibodies Using Ammonium Acetate Mobile Phases Stephan M. Koza, Albert H. W. Jiang, Ying Qing Yu Waters Corporation Abstract A 4 minute high resolution size-exclusion with UV absorbance detection (SEC-UV) method for the…
Klíčová slova
sec, secantibodies, antibodiesmonoclonal, monoclonalammonium, ammoniumacetate, acetatephases, phasesrapid, rapidmobile, mobileanalysis, analysisusing, usingversus, versusvariants, variantscolumn, columnmab, mabbioaccord
An Easy-to-Execute Direct-Connect 2D Protein A–SEC Method for the Analysis of Monoclonal Antibody Titer and Size Variants in Cell Culture
2025|Waters|Aplikace
Application Note An Easy-to-Execute Direct-Connect 2D Protein A–SEC Method for the Analysis of Monoclonal Antibody Titer and Size Variants in Cell Culture Stephan M. Koza, Beatrice Muriithi, Steve Shiner, and Matthew A. Lauber Waters Corporation, United States Published on May…
Klíčová slova
variants, variantsculture, culturehmws, hmwssize, sizecell, celltiter, titerproa, proamab, mabmonoclonal, monoclonalsec, secacquity, acquityvariant, variantprivacy, privacypremier, premierantibody