High-throughput automated pH measurements for biologics formulations on Big Kahuna and Junior

Význam tématu

Stanovení pH je nezbytnou součástí vývoje biologických léčiv. Hodnota pH ovlivňuje přípravu pufrů, stabilitu proteinových formulací a reprodukovatelnost analytických výsledků. Manuální měření pH je ale zdlouhavé, pracné a náchylné k chybám. Automatizované řešení tedy přináší významné zrychlení, snížení rizika kontaminace a zlepšení konzistence dat.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo otestovat novou pH sondu pro platformy Big Kahuna a Junior vybavenou čtyřmi skleněnými pH elektrodami v 27mm rozteči. Měřila se řada 16 pufrů v koncentracích 20 a 100mM, s nebo bez 300mM NaCl, v pH rozsahu 4,5–8,0, a stejná sada doplněná 10mg/ml lidského IgG. Výsledky automatického měření byly porovnány s manuálními hodnotami ze standardního laboratorního pH metru.

Použitá metodika a instrumentace

Automatizovaná pH jednotka obsahuje:

• Platformu Big Kahuna (nebo Junior) s pH ramenem
• Čtyři skleněné pH elektrody Orion ROSS Micro od Thermo Scientific
• Automatický mycí cyklus s deionizovanou vodou a sušením pomocí vzduchové trysky
• Řízenou kalibraci na pH 4,00; 7,00; 10,00

Měření probíhalo v mikrotitračních destičkách: 96 jamek pro pufry bez proteinu (300µl/jamka) a 96 PCR jamek pro vzorky s IgG (80µl/jamka). Každá destička byla změřena pětkrát, což poskytlo 30 replikátů pro každou podmínku. Celkový čas čtení 96 jamek činil přibližně 45 minut.

Hlavní výsledky a diskuse

Automatická měření se ve všech případech lišila od manuálních hodnot maximálně o 0,05 pH jednotky. Standardní odchylky replikátů byly nízké (0,003–0,014 pH). Výsledky ukázaly vysokou vnitřní konzistenci mezi čtyřmi elektrodami bez závislosti na předchozím vzorku nebo složení pufru. Rozhraní pH ramene zvládlo komplikované profily měření s častými změnami pH a přítomností soli i proteinu beze ztráty přesnosti.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizace měření pH přináší:

• Výrazné snížení pracovní zátěže a lidských chyb
• Zrychlení analýzy vzorků pro vysokou propustnost dat
• Zachování přesnosti a reproducibility srovnatelné s manuálními metodami
• Schopnost měřit širokou škálu pufrů a proteinových formulací

Tento přístup je vhodný pro farmaceutické vývojové laboratoře, QA/QC procesy a vědecké projekty zaměřené na stabilitu biologik.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalšími směry rozvoje mohou být:

• Integrace s automatickým ředěním a přípravou vzorků
• Rozšíření na měření dalších parametrů (konduktivita, teplota)
• Vylepšené elektrody odolné vůči biologickým matricím a vyšším teplotám
• Připojení k LIMS a implementace strojového učení pro prediktivní kvalitu formulací

Závěr

Automatizované pH rameno pro Big Kahuna a Junior představuje spolehlivé, rychlé a přesné řešení pro vysokopropustné měření pH biologických vzorků. Dosahuje konzistentních výsledků s minimální lidskou obsluhou a otevírá nové možnosti pro vývoj a kontrolu stabilních formulací biologických léčiv.

Reference

Unchained Labs Application Note: High-throughput automated pH measurements for biologics formulations on Big Kahuna and Junior Rev A 2018