Method Optimization for the Analysis of Monoclonal Antibodies by Size-Exclusion Chromatography

Význam tématu

Monoklonální protilátky jako bioléčiva představují vysoké riziko tvorby agregátů během produkce a skladování. Agregáty snižují účinnost léčiva a mohou vyvolat nespecifickou imunitní reakci, proto je nutné jejich spolehlivé stanovení. Velikostně-vylučující chromatografie (SEC) je standardní technika pro monitorování monomerů, agregátů a fragmentů, ale tradiční metody vyžadují nízké průtoky a dlouhé analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Studie demonstruje optimalizaci SEC analýzy monoklonálních protilátek pomocí sloupce Shim-pack Bio Diol-300 (2 μm), zkoumá vliv koncentrace soli, pH mobilní fáze a průtoku na kvalitu separace. Dále uvádí využití softwaru LabSolutions MD k automatizovanému scouting testování podmínek.

Použitá metodika a instrumentace

• UHPLC systém Nexera XS inert pro odolnost vůči vysokým solným koncentracím a extrémním pH
• Kolona Shim-pack Bio Diol-300 (150 × 4,6 mm I.D., 2 µm, diol-fixované póry)
• Mobilní fáze: fosfátový pufr 100 mmol/L s 0 – 250 mmol/L NaCl, pH 5,7 – 7,2
• Průtok 0,1 – 0,4 mL/min, teplota kolony 25 °C
• Detekce UV při 280 nm (SPD-M40 inert cell)
• Automatický vzorkovač SIL-40C XSi
• Software LabSolutions MD s funkcí blending a scouting system

Hlavní výsledky a diskuse

• Přidání 100 mmol/L NaCl výrazně zlepšilo symetrii píků monomeru a omezilo adsorpci.
• Optimální průtok 0,25 mL/min zajistil vyvážení mezi dobou analýzy (<15 min) a rozlišením agregátů, monomeru a fragmentů (rozlišení >1,5).
• Nejlepší rozlišení bylo dosaženo při pH 7,2, kdy byla minimalizována elektrostatická interakce s povrchem sloupce.
• Srovnání se 300 Å komerční kolonu potvrdilo vyšší selektivitu a rychlejší analýzu u Shim-pack Bio Diol-300.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a reprodukovatelná kontrola kvality bioléčiv včetně agregátů a fragmentů
• Snížení artefaktů způsobených adsorpcí díky inertnímu materiálu a konstrukci systému
• Automatizace a rychlé optimalizace metod pomocí softwaru LabSolutions MD

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další vývoj sloupčních materiálů s menšími částicemi a vyšší účinností
• Integrace detekce MALS nebo hmotnostní spektrometrie pro detailnější charakterizaci agregátů
• Využití strojového učení pro predikci optimálních podmínek SEC na základě vlastností protilátky

Závěr

Optimalizace parametrů SEC včetně složení mobilní fáze, průtoku a pH spolu s využitím vysoce účinného sloupcového materiálu a automatizačního softwaru poskytuje rychlou, robustní a spolehlivou metodu pro rutinní analýzu a kontrolu kvality monoklonálních protilátek.

Reference

1. ICH Q6B Specifications Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological/Biological Products, 2001
2. Niki E., Watanabe N., Úvod do vysokovýkonné kapalinové chromatografie, Journal of Japan Oil Chemists Society, 29(2):127-134, 1980
3. Shimadzu Corporation, Technické informace o sloupcích Shim-pack Bio Diol, 2022