Meet Our Uncle: 12 Stability Applications on One Platform

Význam tématu

Charakterizace stability proteinů je klíčová pro vývoj biologických léčiv a formulací. Konzistentní měření termální stability, agregace i velikosti molekul umožňuje optimalizovat podmínky uchování, předcházet degradaci a zkrátit dobu vývoje produktů. Integrované platformy šetří čas, množství vzorku i náklady na instrumentaci.

Cíle a přehled studie

Cílem technické poznámky je představit přístroj Uncle jako univerzální řešení pro dvanáct stabilitních aplikací v jedné platformě. Ukazuje použití kombinovaných metod – fluorescenční spektroskopie, statické a dynamické rozptylové světlo – pro komplexní analýzu proteinové stability a formulací.

Použitá instrumentace

• Platforma Uncle: integrované fluorescence, SLS a DLS detektory
• Unis: nízkovolumové křemenné buňky (9 µl)
• Kontrola teploty v rozmezí 15–95 °C
• Software pro výpočet Tm, Tagg, ΔG, kD, B22, G22 a viskozity

Metodika

Studie demonstruje řadu experimentů:

• Termální tavení (intrinzická fluorescenční měření) a agregace (SLS při 266 nm)
• Differenciální skenovací fluorimetrie se SYPRO Orange
• Chemická denaturace pro výpočet ΔG pomocí fluorescence (poměr 350/330 nm)
• Isotermická stabilita: měření agregace a velikosti při konstantní teplotě
• Termální návratnost: cykly zahřátí ochlazení s měřením BCM fluorescenční), SLS a DLS
• DLS sizing a polydisperzita
• Výpočet kD a B22 pro posouzení mezimolekulárních interakcí
• Výpočet G22 pro vysoké koncentrace proteinů
• Viskozitní měření glycerolu a proteinových roztoků (BSA) s polystyrenovými částicemi

Hlavní výsledky a diskuse

• Uncle umožnil detekovat více termálních přechodů (Tm) a přesně stanovit teplotu nástupu agregace (Tagg) v jedné analýze.
• SYPRO Orange zvýšil throughput při nízkém obsahu tryptofanu.
• ΔG hodnoty a denaturační profily rozlišily podobné formulace prostřednictvím kvantitativních měr stability.
• DLS sizing prokázalo monodisperzitu a detekovalo tvorbu agregátů po dlouhodobé expozici teplu.
• Simultánní měření fluorescence, SLS a DLS poskytlo komplexní obraz tavení, agregace i velikostních změn.
• kD a B22 korelovaly s odpudivými či přitažlivými interakcemi, G22 potvrdilo chování v koncentrovaných roztocích.
• Viskozita roztoků až do 300 mg/ml byla spolehlivě změřena s minimálním objemem vzorku.

Přínosy a praktické využití

Platforma šetří vzorek, čas i náklady díky možnostem simultánních i sekvenčních měření. Umožňuje rychle vybírat optimální formulace, porovnávat konstruktivní variace proteinů a předcházet nestabilitě či agregaci. Vhodné pro výzkumná i komerční QA/QC laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s automatizovanými platformami pro high-throughput screening.
• Rozšíření aplikací o komplexní míchání formulací a online monitorování během bioprocesů.
• Pokročilé datové analýzy a strojové učení pro predikci stability a formulací bez nutnosti fyzických testů.

Závěr

Uncle představuje všestrannou stabilitní platformu, která spojuje fluorescence, SLS a DLS v jednom přístroji. Umožňuje provádět dvanáct různých aplikací na malém množství vzorku s vysokou přesností a efektivitou. Taková integrace významně zrychluje a zlevňuje vývoj biologických léčiv.