Meet Honeybun: The most rapid viscometer out there

Význam tématu

Viskozita biologických vzorků, zejména proteinových formulací jako monoklonální protilátky, hraje klíčovou roli v jejich stabilitě, procesovatelnosti a především ve schopnosti podání injekcí. Včasná a systematická kontrola viskozity pomáhá odhalit nepříznivé samointerakce makromolekul a předchází problémům při filtraci, plnění a samotné aplikaci léčiva.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje novou platformu Honeybun, která umožňuje rychlá, multi-sample viskozitní měření mikroobjemů biologických vzorků (40 µl) s teplotní kontrolou a rychlostí zpracování až 10 vzorků za šest minut. Článek demonstruje schopnost Honeybun měřit Newtonovské viskozity modelových proteinů BSA a IgG v širokém rozsahu koncentrací a teplot.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byly použity:

• Bovine serum albumin (BSA) a γ-globuliny (IgG) z bovinní krve, ředěné v 1× PBS, odstředěné při 8 500 rcf/30 min a upravené na požadované koncentrace.
• UV/Vis spektrofotometr Stunner pro ověření koncentrací proteinů metodou Protein (Turbidity).
• Honeybun viskometr s patentovanou consumable vložkou „Bun“ pro simultánní měření až 10 vzorků (40 µl) a s teplotním rozsahem od 10 do 25 °C.
• Medical Grade Viscosity Standard (2 cP) pro kalibraci přístroje.

Hlavní výsledky a diskuse

1) Viskozita vs. koncentrace: Při 25 °C se viskozita BSA zvyšovala lineárně od ~1,37 cP (nízké koncentrace) až do 17,3 cP (300 mg/mL). IgG vykazovala rozmezí 0,91–2,0 cP (75 mg/mL).
2) Newtonovské chování: Měření při různých smykových rychlostech (2 000–37 000 1/s) prokázalo konstantní viskozitu, potvrzující Newtonovské vlastnosti obou proteinů.
3) Vliv teploty: Při koncentracích od 0 do 300 mg/mL (BSA) a do 75 mg/mL (IgG) klesala viskozita s rostoucí teplotou z 10 °C na 25 °C (BSA: 30,6 cP → 1,35 cP, IgG: 3,0 cP → 0,88 cP).

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlost a propustnost: Až 10 vzorků během šesti minut s minimálním objemem vzorku (40 µl).
• Teplotní kontrola: Umožňuje simulovat reálné podmínky skladování a injekčního podání.
• Snížená manipulace: Eliminace složité údržby a čištění díky jednorázovým consumables.
• Vysoká přesnost: Newtonovské chování potvrzeno napříč smykovými rychlostmi a koncentracemi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření pro měření komplexnějších biologik, včetně virových vektorů či vakcín. Integrace automatizovaného sběru dat s LIMS systémy a vývoj adaptérů pro nové typy formulací může zvýšit throughput a kompatibilitu s průmyslovou analytikou. Kombinace s dalšími fyzikálně-chemickými metodami (např. DLS, DSC) umožní komplexnější charakterizaci vzorků.

Závěr

Honeybun představuje inovativní přístup k viskozitní analýze biologických vzorků. Spojuje nízký objem vzorku, rychlé zpracování a teplotní kontrolu bez náročné údržby. Díky spolehlivým výsledkům ve studii s BSA a IgG je vhodný pro vývoj a kontrolu biologických lékových forem.

Reference

1. Allmendinger A. et al., High-throughput viscosity measurement using capillary electrophoresis instrumentation and its application to protein formulation. J. Pharm. Biomed. Anal. 99, 51–58 (2014).
2. Shire S. J., Shahrokh Z. & Liu J., Challenges in the development of high protein concentration formulations. J. Pharm. Sci. 93, 1390–1402 (2004).
3. Tomar D. S. et al., Molecular basis of high viscosity in concentrated antibody solutions: Strategies for high concentration drug product development. mAbs 8, 216–228 (2016).