Designing High-Pressure Capable, Corrosion-Resistant Columns for Cation-Exchange Chromatography

Význam tématu

Cationexchage chromatografie je klíčová pro charakterizaci nabitých variant monoklonálních protilátek. Při použití solných pufrů za neutrálního nebo nízkého pH může docházet ke korozi ocelových částí kolony a uvolňování kovových kationtů, které negativně ovlivňují retenci, tvar a rozlišení analytů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo navrhnout hardware pro BioResolve SCX mAb Column odolný vůči korozi a kontaminaci kovovými kationty, aniž by byla omezena chromatografická účinnost.

Použitá metodika a instrumentace

Metodická opatření:

• Akcelerované testy koroze: expozice 1 M NaCl, pH 7 po dobu 7 dnů při laboratorní teplotě.
• Test trvanlivosti na polici (shelf life): použití mobilní fáze s halidovou solí, vyplach 20 % methanolem, uložení na 1 měsíc a následné opětovné testování.
• Dlouhodobý osmiměsíční test s prototypem stacionární fáze, periodické testování a autopsie hardware.

Instrumentace:

• BioResolve SCX mAb Column (4,6 × 50 mm, p/n 186009058)
• ACQUITY UPLC H-Class Bio System
• Průtok 0,96 mL/min, solný gradient 10–200 mM NaCl v 20 mM MES, pH 6,0, doba analýzy 7,5 minuty

Hlavní výsledky a diskuse

V akcelerovaných testech standardní nerezový hardware vykázal viditelné známky koroze již po několika dnech, zatímco BioResolve konstrukce bez poškození povrchu vydržela celý sedmidenní test. V měsíčním shelf life testu zůstala poloviční výška rozlišení mezi hlavním vrcholem a první bazickou variantou stabilní (2,42 vs. 2,54). Osmiměsíční studie u prototypu nepotvrdila žádné známky koroze po opakovaných cyklech použití a skladování.

Přínosy a praktické využití metody

Nová konstrukce hardware z titanu doplněná polymerními těsněními zajišťuje dlouhodobou stabilitu a reprodukovatelnost analýzy mAb charge variant. Odpadá riziko kovové kontaminace a je zajištěna konzistentní retence a špičkový tvar píků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další optimalizace materiálů a designu pro širší rozsah pH a solných podmínek.
• Rozšíření aplikace na další bioterapeutika s obdobnými nároky na analýzu povrchového náboje.
• Integrace odolných kolonu do plně automatizovaných analytických linek pro vysokopropustné testování.
• Využití u udržitelné a ekologicky šetrné chromatografie.

Závěr

Implementace titanu a polymerních těsnění v BioResolve SCX mAb Column efektivně eliminuje korozi a kovové znečištění, aniž by byla omezena chromatografická výkonnost. Hardware nabízí stabilní a reprodukovatelné rozlišení mAb charge variant i v náročných podmínkách.

Reference

Mathew DeLano, Stephen Shiner, Matthew Lauber, Justin McLaughlin, Steven Byrd, Susan Rzewuski. Designing High-Pressure Capable, Corrosion-Resistant Columns for Cation-Exchange Chromatography. Waters Corporation, 2019, dokument 720006051EN.