Fast track formulation pH screening with automated buffer exchange on Big Tuna

Význam tématu

Optimalizace pH a dalších složek formulace biologických molekul je klíčová pro zachování jejich konformační, chemické a koloidní stability. Ruční screening je pracný a časově náročný, což může zpomalit vývoj biologických léčiv.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit schopnost automatizovaného systému Big Tuna provést rychlý screening pH pro monoklonální protilátku (mAb) v 20 mM histidinu v rozsahu pH 6,3–7,4. Dvanáct vzorků bylo v duplikátu bufferováno v plitech Unfilter 24 o objemu 4 mL na vzorek.

Použitá metodika a instrumentace

Systém Big Tuna využívá tlakem řízenou ultrafiltraci/diafiltraci (UF/DF) s jemným orbitalním mícháním. Použité filtrační destičky Unfilter 24 (0,45–8 mL) a Unfilter 96 (100–450 µL) jsou z regenerované celulózy odolné až do 60 psi. Pro stanovení koncentrace protilátky byl použit přístroj Stunner s E1% specifickým pro mAb. Klíčové parametry: cílová výměna 96 %, 33 % objemu odfiltrováno za cyklus, cílový konečný objem 4 mL a koncentrace 45 mg/mL.

Hlavní výsledky a diskuse

Automatizovaný proces dosáhl průměrného času cyklu 21 minut (rozsah 19–22 min) a celkového času přibližně 7,1 hodiny. Průměrná procentuální výměna činila 97,9 % (min. 96,5 %, max. 99,1 %). Finální objemy se pohybovaly kolem 4004 ± 15 µL a konečné koncentrace vzorků byly v cílové hodnotě 45 mg/mL. Díky dynamické úpravě trvání tlakovacích cyklů systém zajistil konzistentní průběh výměny napříč všemi vzorky.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné snížení pracovní náročnosti a času potřebného pro pH screening.
• Vysoká propustnost až 24 vzorků v jednom běhu (resp. 96 u menších objemů).
• Vyšší reprodukovatelnost a kontrola procesu oproti manuálním postupům.

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace se senzory a automatizovanými analyzátory pro komplexní charakterizaci vzorků, adaptace na různé biologické formy (např. proteiny s vyšší molekulovou hmotností), využití datové analýzy a algoritmů strojového učení pro optimalizaci parametrů výměny.

Závěr

Systém Big Tuna prokázal efektivitu a spolehlivost při automatizovaném pH screeningu biologických formulací s vysokou propustností, konzistentní kvalitou a minimální manuální obsluhou. Výsledky potvrzují jeho potenciál v oblasti vývoje a QC biologických léčiv.