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A280 を使用した正確なタンパク質濃度測定のための可変光路長分光法

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A280 を使用したタンパク質濃度測定の概要

タンパク質濃度の測定は、タンパク質、抗体、その他の生物製剤の生産を監視および最適化するためのバイオ製造全体の工程内制御に不可欠です。280 nm での吸光度、つまり A280 は、タンパク質濃度を測定する業界標準の方法です。プロセス開発、製造、品質管理のいずれの場合でも、精製、限外濾過および透析濾過 (UF/DF)、製剤、リリーステストなどのさまざまなバイオプロセスステップでは、正確な A280 測定が不可欠です。

A280 は、ビール・ランバートの法則、A=εlc の応用です。タンパク質の吸光係数 ε が既知で、経路長 l が一定に保たれている場合、吸光度 A は濃度 c に比例します。

現在の課題

連続処理への移行

バイオプロセスの実践が効率と生産性の向上のためにバッチ処理から連続処理に移行するにつれて、タンパク質濃度を定量化する高度な方法の必要性が高まっています。既存の方法には、高タンパク質濃度の測定とリアルタイムでの濃度測定という 2 つの主な課題があります。

従来の分光光度計の課題

新しいタンパク質治療薬は、研究用であれ市販用であれ、効果的な皮下投与を可能にするために高濃度が求められることがよくあります。A280 測定に固定経路長を使用する従来の分光光度計では、プロセスのすべての段階で濃度を正確に測定するのに十分なダイナミックレンジがありません。希釈技術によりサンプルを検出可能な範囲内に収めることができますが、オペレーターのスキルレベル、準備手順、サンプルの粘度の違い、および綿密なスケールキャリブレーションの必要性により、変動やエラーが発生する可能性が高くなります。

インラインUV-Visセンサーの限界

インライン UV-Vis センサーは、タンパク質濃度をリアルタイムで監視するための統合アプローチを提供します。ただし、これらのセンサーは、特に高濃度の生物製剤を扱う場合、過飽和やダイナミックレンジの制限など、独自の課題に直面しています。濃縮サンプルの高い吸光度レベルはセンサーの検出能力を超え、信号が飽和して不正確な測定につながる可能性があります。さらに、ダイナミックレンジの固有の制限により、センサーが広範囲にわたる濃度の変化を正確に捉える能力が損なわれる可能性があり、正確な監視が困難になります。これらのセンサーはインラインであるため、希釈戦略は実行可能ではなく、これらの課題に対処し、タンパク質濃度の正確なインプロセス監視を確実に行うための堅牢なソリューションの必要性が高まっています。

革新的な分析ソリューションの必要性

バイオ医薬品業界がより強力な薬剤処方へと進むにつれ、従来の固定経路長法では分析要件を満たすことが難しくなっています。パーソナライズされた医療アプローチをサポートする、より強力で、より小規模で、よりターゲットを絞った薬剤のバッチの出現により、革新的な分析ソリューションの必要性が強調されています。

タンパク質濃度測定における可変光路長分光法の利点 (A280)

可変光路長分光法は、ビール・ランバートの法則の枠組み内で機能します。 A=εlcしかし、経路長lが固定されたままの従来のアプローチとは異なり、可変経路長分光法は戦略的に経路長を変化させ、それによって lこの経路長の可変性により、濃度測定のダイナミックレンジが広がり、希釈の必要性がなくなり、測定中に濃度 c を一定に保つことができます。

この方法では、光は装置の上部にある光ファイバーケーブルを通じてシステムに入り、固体の Fibrette を通過してサンプルに入り、下部から出ます。パス長は、Fibrette の底部とサンプル容器の底部の間の距離で、パス長の変化を正確に制御するためにステッピングモーターによって調整されます。

その CTech™ ソロVPE^® and フローVPX^® システム可変光路長技術 (VPT) の力を活用して、タンパク質濃度の A280 測定を迅速かつ正確に実行します。VPT を利用することで、当社のシステムは従来の UV-Vis 分光光度計に比べて多くの利点を提供します。サンプルごとに複数の吸光度測定を実行し、従来の方法と比較して優れた精度をもたらす傾斜ベースの濃度結果を可能にします。このアプローチにより、追加の希釈と計算に関連するエラーがなくなり、測定プロセスが合理化されます。光路長の調整によりシステムのダイナミックレンジが拡大し、対象分子に応じて 0.5 ～ 300 mg/ml の濃度を 1% 以内の優れた精度で測定できるようになります。VPT システムには、幅広い濃度範囲にわたって信頼性が高く一貫した結果を保証する品質チェックも組み込まれています。

VPT システムには、バイオプロセス分析用の 2 つのオプションがあります。

CTech™ SoloVPE® システム

CTech™ ソロVPE^® システム 2 分以内にライン上の濃度値を提供するため、プロセスを妨げる濃度チェックのためにサンプルを QC ラボに送る必要がありません。

VPT では、芳香族アミノ酸 (主に L-チロシンと L-トリプトファン) により 280 nm で光を吸収するモノクローナル抗体 (mAbs) などのタンパク質を直接測定できます。
このシステムは5～10個の吸光度データポイントを取得し、傾き回帰を生成してR2≧0.999を保証します。
システム間の一貫性と、合理化された高速な実装と検証。

CTech™ FlowVPX® システム

CTech™ フローVPX^® システムプロセス全体を通じて継続的に読み取り、インラインでリアルタイムの濃度測定を実現します。

下流のバイオプロセス中に、ε = 0.1 ml/(mg·cm) の抗体に対して 250 mg/ml から 1.5 mg/ml を超える範囲で正確な測定を提供します。
テストのためにサンプルを取り除いたり、生産フローを中断したりする必要はありません。
FlowVPX システムを使用したインライン測定により、生産時のホールド時間を短縮し、プロセスの自動化を向上させることができます。
下流のバイオプロセスワークフローのさまざまな段階で活用されます。

ViPER® ANLYTXソフトウェア

CTech™ バイパー^® ANLYTX ソフトウェアは、タンパク質濃度測定（A280）のあらゆるニーズに対応する次世代ソフトウェアプラットフォームです。ViPERソフトウェアはアプリベースのアーキテクチャを採用しており、サンプルデータを簡単に解釈できます。ソフトウェアは、パス長にわたる吸光度の計算から重要な洞察を自動的に生成し、傾き、Rを表示します。²、波長、濃度、消衰係数（わかっている場合）、およびその他のユーザー指定の結果。

ViPER ソフトウェアを使用すると、情報に基づいてアクションを実行できます。

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スロープ分光法の使用: リスク評価とコスト削減 (Biogen)

SoloVPE システムの導入により、バイオジェンは 50 年間でコストを 300,000% 以上 (59 万ドル) 削減し、労働時間を XNUMX 日短縮しました。この調査により、希釈エラー、外部計算、線形範囲の制限、サンプルの準備、取り扱いなどの実験室の不一致を排除することで、SoloVPE システムが従来の固定パス長 UV 技術よりも優れたプラットフォームになることがわかりました。

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UV-Vis に基づくタンパク質濃度の測定 (ブリストルマイヤーズスクイブ)

ブリストル・マイヤーズスクイブは、可変パス長技術を使用して傾斜測定を検証および実装し、固定パス長 (通常 1 cm) に基づく従来の UV-vis 分光光度計法と比較しました。結果は、許容レベルの精度、直線性、精度、堅牢性を備えた SoloVPE システムを使用することで、大幅な効率向上が実証されました。

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モノクローナル抗体のタンパク質濃度測定におけるスロープ分光法の評価（リジェネロン）

Regeneron 社は、GMP 品質管理ラボで可変パス長技術 (VPT) を評価し、大きなメリットを実証しました。SoloVPE システムの導入により、サンプルの準備時間が短縮され、容量が最小限に抑えられ、バックグラウンド補正が不要になり、結果が迅速に得られました。また、VPT により、分析者のトレーニングをほとんど受けることなく、ラボ間で簡単に移行できるようになりました。毎週平均 155 個のサンプルをテストするラボでは、VPT を導入することで、従来の UV-Vis 方法と比較して、39 日あたり約 XNUMX 時間、年間で XNUMX 日を節約できます。

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バイオ医薬品の下流プロセス開発における動的結合容量の迅速な測定のためのインライン可変パス長技術の応用 (KBI Biopharma)

KBI Biopharma は、FlowVPE システムを使用してアフィニティー樹脂の動的結合容量を決定し、ブレークスルー曲線の分解能を向上させ、分析テスト時間を少なくとも 2 週間節約しました。データは、VPT 法の分解能が従来の HPLC 法よりも優れていることを示しています。キャプチャークロマトグラフィーステップのブレークスルー曲線の生成では、FlowVPE は現在のオフライン HPLC 力価法に代わる理想的な選択肢であり、時間とリソースを大幅に節約できます。

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バイオ医薬品の開発と製造のための効果的なインライン分析機器の応用

FlowVPX システムは、高速連続データ収集、幅広い濃度範囲測定、およびインラインアプリケーションを備えているため、プロセス分析ツール (过程分析技术) として役立ち、効果的なダウンストリームアプリケーションに最適です。VPT の幅広い動的パス長範囲 (0.001 ～ 5.000 mm) により、システムの検索アルゴリズムを使用してパス長を最適化し、検出器の線形範囲内にとどまるようにすることで、測定中に希釈する必要がなくなります。FlowVPX システムのこの独自の機能により、インラインアプリケーションが可能になり、ユーザーは、ますます高まる発現力価のサンプルの分析など、現代のバイオプロセスの高まる需要に適応する手段を得ることができます。

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エキスパートウェビナーシリーズ

「Go with the Flow」プログラムでは、バイオ医薬品の開発と製造におけるプロセス分析技術 (过程分析技术) の強化における可変光路長分光法の変革力を詳しく調べます。CTech FlowVPE/FlowVPX 技術などのインライン过程分析技术ソリューションの実装に関する洞察を業界と共有し、プロセスの革新と効率化を推進します。これらの高度な技術がタンパク質濃度のモニタリングに革命をもたらし、生物製剤製造におけるリアルタイム制御と自動化を実現する方法をご覧ください。

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