Rapid mAb Charge Variant Analysis with 20 mm Cation Exchange Columns

Význam tématu

Rychlá analýza nábojových variant monoklonálních protilátek je klíčová pro vývoj a kontrolu kvality bioterapeutik. Zkrácené kolony umožní výrazné urychlení chromatografických metod při zachování dostatečného rozlišení pro separaci variant.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit možnost provedení 6 minutové analýzy nábojových variant standardní NISTmAb pomocí kationtové výměnné chromatografie na kolonie o rozměru 2.1 x 20 mm. Metoda byla testována ve dvou provedeních gradientu – solném a pH gradientu – s cílem porovnat účinnost a rozlišení těchto přístupů.

Použitá metodika a instrumentace

• LC systém ACQUITY UPLC H-Class Bio
• Detekce: TUV detektor při 280 nm, objem flow cell 1.5 µl
• Kolona BioResolve Premier SCX mAb, 3 µm, 2.1 x 20 mm, teplota 30 °C
• Teplota vzorku 10 °C, injekční objem 1 µl, průtok 0.3 ml/min
• Mobilní fáze pro solný gradient: 20 mM MES pH 6.7 (A), 20 mM MES + 1 M NaCl pH 6.7 (B)
• Mobilní fáze pro pH gradient: 10× ředění BioResolve CX pH 5.0 (A), 10× ředění BioResolve CX pH 10.2 (B)
• Softwarové řízení a zpracování dat: Empower 3

Hlavní výsledky a diskuse

Analýzy ukázaly, že 20 mm kolona poskytuje pětkrát vyšší propustnost se zachováním dostatečného rozlišení. pH gradient prokázal lepší separaci kyselých variant oproti solnému gradientu. Mechanická stabilita byla ověřena 500 cykly tlaku do 4000 psi, přičemž došlo k minimálnímu snížení rozlišení základní varianty o přibližně 3.5 %. Spotřeba mobilní fáze i objem vzorku byly více než desetkrát nižší než u standardních kolon 4.6 × 50 mm.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení času analýzy na 6 min
• Snížení spotřeby mobilních fází a vzorku
• Vysoká propustnost vhodná pro rutinní QC a vývoj formulací
• Mechanická odolnost kolony pro náročné provozní podmínky

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další biologické léčivé proteiny a multimery
• Integrace s automatizovanými a online platformami pro vysokou propustnost
• Další miniaturizace a použití monolitických materiálů pro zvýšení rychlosti
• Využití strojového učení pro optimalizaci gradientů a podmínek separace

Závěr

Metoda s krátkou kationtovou výměnnou kolonou 2.1 × 20 mm umožňuje rychlou a robustní analýzu nábojových variant mAb. pH gradient poskytuje lepší rozlišení kyselých forem a celkový workflow nabízí vyšší efektivitu při nižších provozních nákladech.

Reference

1. Fekete S and Guillarme D. Ultra-short columns for the chromatographic analysis of large molecules. Journal of Chromatography A 1706 (2023) 464285.
2. Navarro-Huerta J A et al. Ultra-Short Ion-Exchange Columns for Fast Charge Variants Analysis of Therapeutic Proteins. Journal of Chromatography A 1657 (2021) 462568.
3. Yang H, Warren W and Koza S. AutoBlend Plus Technology for Ion-Exchange Chromatography Method Development and Robustness Testing. Waters Application Note. 720006557, April 2019.
4. Wang Q et al. Development of pH Gradient Mobile Phase Concentrates for Robust, High Resolution mAb Charge Variant Analysis. Waters Application Note. 720006491, January 2019.