Summary
Otomatik microbioreactors hasat hücre kültürü sıvı (HCCF) bir monoklonal antikor arıtma ve sonraki analizi için ayrıntılı bir protokol açıklanmıştır. Kritik kalite niteliklerini (CQAs) belirlemek ve önemli bilgileri ayıklamak için sınırlı numune hacmini maksimize etmek için analitiklerin kullanılması da sunulmaktadır.
Abstract
Monoklonal antikorlar (mAbs) bugün üretilen en popüler ve iyi karakterize biyolojik ürünlerden biridir. En yaygın Çince hamster yumurtlık (Cho) hücreleri kullanarak üretilen, kültür ve süreç koşulları antikor yazılar maksimize etmek ve hedef kalite profilleri elde etmek için optimize edilmelidir. Genellikle, bu iyileştirme otomatik mikroölçek Biyoreaktörler (15 ml) paralel olarak birden çok işlem koşullarını ekrana kullanır. Optimizasyon kriterleri arasında kültür performansı ve monoklonal antikor (mAb) ürününün kritik kalite nitelikleri (CQAs) bulunmaktadır ve bu da etkinliğini ve güvenliğini etkileyebilir. Kültür performans ölçümleri, hücre büyümesi ve besin tüketimini içerir, ancak CQAs mAb 'nin N-glycosylation ve toplama profilleri, şarj türevleri ve moleküler ağırlığı içerir. Bu ayrıntılı protokol, değerli performans ölçümleri ve çıkışları elde etmek için otomatik bir mikrobiyoreactor sistemi tarafından üretilen HCCF örneklerinin nasıl arındırılacağını ve daha sonra çözümleneceğini açıklar. İlk olarak, otomatik protein A hızlı protein sıvı kromatografi (FPLC) yöntemi hasat hücre kültürü örneklerinden mAb arındırmak için kullanılır. Konsantre olduktan sonra, glikan profilleri belirli bir platform kullanılarak kütle spektrometresi tarafından analiz edilir ( malzeme tablosunabakın). Antikor molekül ağırlıkları ve toplama profilleri boyut dışlama Kromatografi kullanılarak belirlenir-çoklu açı ışık saçılma (SEC-aküler), şarj türevleri mikroçip kapiller bölgesi Elektroforez (mCZE) kullanılarak analiz edilirken. Biyoreactor sürecinde yakalanan kültür performans ölçümleri ek olarak (yani, kültür viability, hücre sayıları, ve glutamin dahil olmak üzere ortak metabolitleri, glikoz, lakdamak, ve amonyak), harcanan medya için besin sınırlayıcı belirlemek için analiz edilir besleme stratejileri ve genel proses tasarımını geliştirin. Bu nedenle, harcanan medyanın sıvı kromatografi-kütle spektrometresi (LC-MS) ile amino asitlerin mutlak ölçülmesini ayrıntılı bir protokol de açıklanmıştır. Bu protokolde kullanılan yöntemler, çok sayıda küçük hacimli numuneler için uyumlu olan yüksek verimlilik platformlarından yararlanır.
Introduction
Protein terapisleri, doku nakli komplikasyonları, otoimmün bozukluklar ve kanserler dahil olmak üzere büyüyen çeşitli tıbbi koşulları tedavi etmek için kullanılmaktadır1. 2004 yılından bu yana, Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve Ilaç Idaresi (USFDA)% 25 üzerinde BLAs muhasebe ile, Ilaç değerlendirme ve Araştırma Merkezi (CDER) tarafından düzenlenmiş tüm onayların biyolojik lisans uygulamalarının (BLAs) artan bir oranını belgeledi 2014 ve 20152.
Bu genişleyen pazar göz önüne alındığında, biyofarmasötik üreticileri hızlı bir şekilde tutarlı kalitede daha fazla ürün teslim ile meydan. En önemli gelişmeler medya/yem stratejisi optimizasyonu ve hücre kültürü çevre kontrolleri1 gelişmeler nedeniyle olsa da, ürün VERIMI artırmak için çabaları Cho hücre mühendisliği ve üretim hattı taraması üzerinde duruldu 3 ' ü , 4 , 5 üretim sürecinde.
MAbs biyolojik bir sistemde üretildiğimden, içsel protein değişkenliği olabilir. Antikor kompozisyon sonrası translationally değiştirilebilir, glikosylation gibi veya bozulma veya enzimatik reaksiyonlar ile etkilenir. Bu yapısal varyasyonlar tehlikeli bağışıklık reaksiyonları provoke veya antikor bağlama değiştirebilir, hangi sırayla azaltabilir veya amaçlanan terapötik fonksiyon ortadan kaldırmak5. Böylece, monoklonal antikorların kritik kalite nitelikleri (CQAs)-N-glycan profili, şarj varyant dağılımı, ve monomerik formda antikor yüzdesi-düzenli olarak izlenen ve kontrollü bir parçası olarak kalite tasarım (QbD) yaklaşımı sırasında üretim süreçleri1,6. Düzenlenmiş bir üretim ortamında, terapötik proteinler onaylı bir ticari ilaç ürünü olarak lisanslanacak kabul kriterlerini karşılaması gerekir7. Burada sunulan yöntemler genellikle bir antikor için kalite karakterizasyonu sürecinin bir parçası olacak7,8, ve herhangi bir protein bilimcisi kullanımı aşina olacaktır.
Önceki çalışma9' da, mikrobiyoreaktörlerin üst düzey biyoişlemede hücre kültürü koşullarının yüksek verim taraması için uygulanması ve çalışması açıklanmıştır. Değişen medya koşullarından elde edilen arıtılmış ürün, LC-MS kullanarak N-glycan analizine tabi tutulur. terapötik proteinlerin Glikosylation desenleri tespit edilebilir ve LC-MS teknikleri10,11kullanılarak karakterize ve çeşitli glikcan türlerinin varlığı yem stratejisi, pH ve sıcaklık12gibi Biyoproses parametreleriyle bağlantılıdır. Monomerik formda elde edilen IgG yüzdesi ile belirtilen ürün kalitesinde değişen medya koşullarının etkisi de boyut dışlama kromatografi ile değerlendirilir-çok açılı ışık saçılma (SEC-oralar)13,14 , 15. şarj varyantı profili, bir ürünün fonksiyonunu etkileyebilecek bir dizi değişikliği16 temsil eder. Mikrokapiller bölgesi Elektroforez (mCZE), geleneksel KIF değişimi (CEX) Kromatografi ve kapiller izoelektrik odaklama (Cıef) metotları ile karşılaştırıldığında, şarj varyantı analizi için kullanılan çok daha hızlı bir analiz süresi sunan bir tekniktir17 ,18. Harcanan biyoreaktör medya protein üretimi sırasında amino asit tüketimini izlemek için analiz edildi olarak antikor 's tanımlama nitelikleri değişiklikleri ilgilidir19,20,21,22 , 23 yaşında.
Protein analizleri, işlem girişleri ve CQAs 'daki değişiklikler arasındaki ilişkilere dayanan kritik işlem parametrelerini (TBM 'Ler) tanımlamamıza izin verir. Biyoproses gelişimi sırasında TBM 'lerin belirlenmesi ve ölçümü temelde proses kontrolünü gösterir ve ürünün değişmemesini sağlar, bu da son derece düzenlenmiş üretim ortamlarında önemlidir. Bu yazıda, ürün CQAs (N-glycan profili, şarj türevleri ve boyut homojenliği) için en uygun protein biyokimyasal özelliklerinin bazılarını ölçmek için analitik teknikler sunulmaktadır.
Protocol
1. antikor arıtma
Not: in-House antikor için dengelemesinden tampon 25 mm Tris, 100 mm NaCl, pH 7,5. Kullanılan elüsyon tamponu 0,1 M asetik asittir. Tamponlar ve reçine (protein A) belirli antikor saflaştırılmış bağlıdır. Sütun hacmi reçine yatak yüksekliğine eşdeğerdir. Kullanılan mobil faz miktarı sütun hacmi açısından belirlenir.
- Arıtma sistemini başlatma
- Arıtma sistemine bağlı yazılımı açın. El ile talimatlar kullanarak, 40 dk için 2 ml/dak debisi ile dengelemesinden tampon sütun doğrultma. dengelemesinden sonra manuel çalışma durdurun.
- Fraksiyonal toplayıcı, yer 15 mL konik tüpler arındırılmış antikor atlatmak toplamak ve 50 mL konik tüpler akış-Through yüksek tuz yıkama sırasında toplamak için. Kesir toplayıcının başlangıç konumuna açmadan ve kesir toplayıcısını çalıştırmadan önce kapatılarak sıfırlandığından emin olun. Kesir toplayıcı 7 °C ' de korunur.
Not: kesir toplayıcı el ile 15 mL ve 50 mL tüpler için Ayarlar, kesirli toplayıcı sekmesi altında sıfırlanabilir.
- Örnek enjeksiyon
Not: aşağıdaki prosedürlerde kullanılan hasat hücre kültürü sıvısı, otomatik mikro-Bioreactors9' da kültürleşmiş Çinli hamster yumurtalı hücrelerden elde edilmiştir.- 0,22 μm süzülmüş hasat hücresi kültürü sıvısını, nozul ucu kaplı boş 12 mL şırıngaya ekleyin.
- Şırınga, nozul aşağı bakacak şekilde tutarak, dalgıç küçük bir kısmı gelene kadar şırınga pistonu takın. Sıvının sızdırmadığından emin olmak için, şırıngayı Meme yukarı bakacak şekilde çevirin ve kapağı çıkarın.
- Hala nozul yukarı bakacak şekilde şırınga tutarak, hücre kültürü sıvı meme ucunda olana kadar herhangi bir hava kaldırmak için silindir itin. Şırınga nozulu, arıtma sistemi üzerindeki manuel enjeksiyon bağlantı noktasına takın ve sıkın.
- Tüm numune enjekte edilinceye ve ekli 10 mL büyük hacim örnek döngüsünde görünür olana kadar piston üzerine itin.
- Kaydedilmiş Yöntem dosyasını açın. Sonuç dosyasını gerekli konuma kaydedin ve istendiğinde dosya adını belirtin. Örnek büyük hacimli örnek döngüye enjekte edildikten sonra Çalıştır tuşuna basın.
- Arıtma yöntemini çalıştırma
- Kaydedilmiş yöntemi seçin ve enstrüman yazılımı (adım 1.2.5) tarafından istendiğinde Çalıştır 'ı tıklatın.
Not: sistem aşağıdaki adımları çalıştırmak için ayarlanır. Cihaz çalışırken kullanıcının hiçbir şey yapması gerekmiyor. - Sütunu, 2 ml/dak 'lik bir akış hızında dengelemesinden buffer üç sütun hacmine (CVS) ile dengele. Sütun equilibrated sonra sistem, büyük hacimli örnek döngü kullanarak, 1 mL/dak akış hızında sütun üzerine örnek enjekte edecektir.
- 280 nm 'de UV sinyalinde bir damla, numunenin yüklenmesini tamamlandığını gösterir. UV sinyali 25 mAU 'nın altına düştüğünde, sütunu 2 mL/dak 'Lik bir akış hızında Dengeleme tamponunu ile yıkayın.
- 2 mL/dak 'Lik bir akış hızında ikincil yüksek tuz yıkama yapmak için pH 7,5 'de 1 M NaCl ile 25 mM Tris 'in dört CVs 'i kullanın. Sistem kesir toplayıcı 50 mL tüpler tuz yıkama sırasında sütundan gelen herhangi bir protein/DNA toplayacaktır.
- Sütun dışında antikor elute için 1 mL/dak akış hızında beş elüsyon buffer CVs uygulayın. UV sinyaline dayalı 15 ml borular içinde yıkantıdaki toplayın; UV 280 sinyali 35 mAU üzerinde olduğunda, koleksiyon başlar; 50 mAU altında sinyal düştüğünde koleksiyon biter; Bu en yüksek kesme denir.
Not: pik kesme, elüsyon profillerinin normalleşmesini ve protein agregasyonu24' ü içeren en yüksek üst kesmeyi önlemesini sağlar. - Üç dengelemesinden buffer CVS kullanarak sütunu yıkayın. Çalışma, yıkama adımının ardından biter.
- Elüsyon hemen sonra 1 M Tris tabanı kullanarak arıtılmış proteini nötralize ~ 5,5 pH. 280 nm ve 260 Nm 'de microvolume UV-Vis spektrofotometresini kullanarak protein konsantrasyonunu ölçün ve 4 °C ' de saklayın.
- Santrifüj üniteleri kullanarak arıtılmış antikor konsantre (adım 2). Sonra LC-MS kullanarak glikcan analizine arındırılmış antikor bağlı ve toplama profili SEC-, (adımlar 3 & 4) kullanarak analiz sonra.
Not: temizleşmiş antikor daha fazla tampon değişimi olmadan dondurulmuş olmamalıdır sık donma-çözme döngüleri toplama ve yağış neden olabilir.
- Kaydedilmiş yöntemi seçin ve enstrüman yazılımı (adım 1.2.5) tarafından istendiğinde Çalıştır 'ı tıklatın.
2. arıtılmış antikor konsantrasyonu
Not: Tris-asetat tampon 0,1 M asetik asit ile nötralize 1 M Tris Base pH için ~ 5,5.
- 100 kDa filtreleri santrifüjlere yerleştirin.
- 500 μL çift damıtılmış su ile filtreleri yıkayın. Oda sıcaklığında (RT) 14.000 x g 'de 10 dakika Santrifüjü. Bu adımı iki kez yineleyin. Filtrate atın.
- Durulama filtrelerini taze santrifüjlere aktarın ve her filtreye 500 μL örnek ekleyin. 14.000 x g'de 10 dakika Santrifüjü.
- Filtreyi yeni bir döndürme tüpüne çevirin. Konsantre numuneyi toplamak için 1.000 x g 'de 2 dakika Santrifüjü.
- UV-Vis spektrofotometresini kullanarak örnek konsantrasyonları belirleyin. Spektrofotometreyi Tris-asetat tamponunun bir çözümünü kullanarak boş bırakın. 1,37 mL • (mg • cm)- 1% 1 (% m/v) IgG çözeltisi için 280 nm 'de protein yok olma katsayısı kullanın.
- Glikol analizi için 2 mg/mL çalışma çözeltisi 12,5 μL ve SEC-LEI için 30 μL 3,5 mg/mL çalışma solüsyonu hazırlamak için konsantre numuneyi kullanın.
Not: protokol burada duraklatılmış olabilir. Numuneler 4 °C ' de soğutulmuş olmalıdır. 2 mg/mL konsantrasyonda, bu numuneler 4 °C ' de en az üç ay boyunca stabil olmalıdır, ancak yüksek konsantrasyonlar çökebilir.
3. kütle spektroskopisi kullanılarak N-glycans Analizi
- N-glycan etiketleme ve yalıtım
- Nötr sodyum fosfat, sitrat veya HEPES tampon gibi uygun bir tampon içinde 2 mg/mL antikor konsantrasyonları ile başlayın. Pozitif bir kontrol olarak hizmet vermek için deneysel numunelerin yanında işlem yapmak için 2 mg/mL 'de sağlam bir mAb standardı (NıST mAb gibi) hazırlayın.
Not: antikorlar, SDS içermeyen son bir tamponda ve 0,1 mm 'den daha az çekirdek (Tris, DTT, glisin veya histidin gibi) olmalıdır. Örnek arabelleğindeki SDS kaldırılmalıdır. Eğer nucleophiles tampon varsa, sonra onları seyreltmesi veya Kit ile müdahale çünkü bir tampon değişimi gerçekleştirin. Genel protokol glikan kiti ile sağlanır. - 1 mL 'Lik tüplerde 15,3 μL LC-MS-Grade su ile antikorların μL 7,5 ve daha sonra 3 dakika için 90 °C ' de 6 μL% 5 ' lik bir enzim-dostu ve MS-dostu yüzey çözeltisi kullanarak denilmesi.
- 3 dakika oda sıcaklığında (RT) için örnekleri serin. Ardından, 1,2 μL PNGase F ekleyin ve 50 °C ' de 5 dakika boyunca inküye yapın.
- Soğutma sonra 3 dk RT için, 12 μL floresan etiketleme reaktif susuz dimetilformamid (Dmf) içinde çözünür ekleyerek ve 5 dk için bekleyin, 358 μL Asetonitril (ACN) ile etiketli n-glikcan karışımı seyreltilir, parçalanabilen n-glycans etiket.
- Dolgu ve atık tepsisine sahip bir vakum manifoldunda hidrofilik etkileşim Kromatografi (HıNDıC) plakası yerleştirin. Çok sayıda numune için çok kanallı pipet kullanın.
- 200 μL su ile kuyular, vakum ayarlanır böylece sıvı 15-30 s HıDıC reçine üzerinden geçmek alacaktır. 200 μL ile equilibrate 85% ACN önce ACN-seyreltilmiş etiketli glikan karışımı (400 μL), her yeni sıvı kuyulara eklendikten sonra vakum uygulayarak. Reçineyi iki kez 600 μL% 1 formik asit (FA)/% 90 ACN ile yıkayın.
- Atık tepsisini 600 μL toplama tüpleri ile değiştirin. Etiketli N-glycans SPE elüsyon tampon ile (3 elutions 30 μL her) toplama tüpleri içine elute. 310 μL DMF/ACN numune seyreltici ile havuzlanmış elutions seyreltin. Floresans (FLR)-MS analizine hazır olmak için numuneleri otomatik örnekleme şişeleri içine pipet.
Not: Bu örnekler en az 1 ay boyunca-80 °C ' de saklanırken kararlı durumdadır. HıCıC plakasını orijinal ambalajında saklayın, kapalı olarak bantlanmış ve gelecekteki kullanım için bir kurutucu içine atın.
- Nötr sodyum fosfat, sitrat veya HEPES tampon gibi uygun bir tampon içinde 2 mg/mL antikor konsantrasyonları ile başlayın. Pozitif bir kontrol olarak hizmet vermek için deneysel numunelerin yanında işlem yapmak için 2 mg/mL 'de sağlam bir mAb standardı (NıST mAb gibi) hazırlayın.
- Etiketli N-glycans LC-MS Analizi
- Bir ultra performans sıvı kromatografi (UPLC) sisteminde etiketli N-glycan elüsyonu örneklerini bir floresan dedektörü ve dört ayaklı zaman-uçuş (Q-ToF) kütle spektrometresi ile eşleştirin. Ayrımlar sırasında etiketli glikan ve ısı 60 °c ' ye kromatografik ayırma için onaylanmış bir sütun kullanın.
Not: sütun kullanmadan önce 60% Asetonitril ve 40% H2O ile temizlenmelidir: 50 ilk kullanımından önce CVS veya sütun daha önce kullanılırsa 20 CVS.- 50 mM amonyum Format (AYF) (mobil faz konsantre ile yapılan) ve 100% LC-MS-Grade ACN mobil aşamaları için kullanın. AYF pH değişikliklerine duyarlıdır ve karıştırıldıktan sonra 1 ay boyunca kullanılabilir. Başlangıç debisi 0,4 mL/dak olarak ayarlayın, LC degradesi, elüsyon aşamasında artan AYF sağlar.
- 2 Hz örnekleme hızı ile EX 265/EM 425 nm cinsinden ölçmek için FLR dedektörü ayarlayın. 100-2000 Daltons (da), bir tarama süresi 0,25 saniye ve süreklilik veri alımı bir kütle aralığı ile bir s-ToF MS1 pozitif iyon hassasiyeti moduna ayarlayın. "Düzeltmeyi Uygula" modunda iç kütle referansı için lösin enkefalin (2 ng/μL, 50% ACN/0.1% FA) kullanın.
Not: iç kütle başvuru düzeltmesi daha sonra veri işleme sırasında uygulanacaktır. - Dekstran merdivenini sıralı olarak 22,5 μL H2O, 25 μL DMF ve 52,5 μL ACN 'de yeniden askıya alın. Yüksek sıcaklıklarda 24 saat (Oda sıcaklığı, 4 °c) için merdiven kararlı olmadığı için-80 °c ' de depolama için 10 μL plakaya hazırlayın. Dekstran merdiven birden fazla donma-çözme döngüsü sonra düşer.
- Numuneleri Otomatik Örnekleyici olarak 10 °C ' ye yerleştirin. Numuneler ile birlikte dekstran merdiven bir şişe yük, merdiven bekletme süresi bilgileri atamaları için kullanılacak ise kitle bilgi kimliklerini doğrulamak için kullanılır. Merdiven için numune ve 7,5 μL enjeksiyonları için 10 μL enjeksiyonları kullanın. Örnekleri triplicate enjekte. Yüklenen yöntemi çalıştırın.
- Bir ultra performans sıvı kromatografi (UPLC) sisteminde etiketli N-glycan elüsyonu örneklerini bir floresan dedektörü ve dört ayaklı zaman-uçuş (Q-ToF) kütle spektrometresi ile eşleştirin. Ayrımlar sırasında etiketli glikan ve ısı 60 °c ' ye kromatografik ayırma için onaylanmış bir sütun kullanın.
- LC-MS verisi için N-glycan tanımlaması
- Hidrofilik etkileşim Kromatografi floresan kütle spektrometresi (HıMıC-FLR-MS) verileri için optimize edilmiş bir program ile veri işleme gerçekleştirin.
- Program içinde dahili kütle başvuru düzeltmeleri uygulayın. Dekstran merdiven enjeksiyonları örnek bilgi"standart" olarak atayın. Çözümleme yöntemi'Nde, ayırma bileşik bekletme sürelerini, çalışma sırasında algılanan merdiven bileşiklere ayarlayın.
- % Alan 'ın tanımlanan Glikanlar için döndürüleceğini sağlamak için analiz yöntemini değiştirin: işleme sekmesinin altında, quantitation ayarları -kalibre et 'ı tıklayın ve "kalibrasyon eğrisi Sığdır türü" yı "bağıl yanıt (%)" olarak ayarlayın.
4. sn-EMILER kullanarak antikor toplama Analizi
- Numune hazırlama
- 3,5 mg/mL (adım 2) seyreltilmiş proteini 150 μL cam kesici uç ile bir şişeye aktarın. Kabarcıkların giriş önlemek için kesici uç alt çan içine pipet için bir jel yükleme ucu kullanın.
- Bir septa kap ile şişe kap ve hemen analiz. Daha sonra analiz ederseniz 4 °C ' de saklayın.
- SEC-bir yapılandırma ve dengelemesinden
Not: bir ultra yüksek basınçlı sıvı kromatografi (UHPLC) ile yapılandırılan SEC-,,,,,,, bir,,,,,,,,,,,,,,,,,, bir,,- UHPLC sisteminin kontrolü için UHPLC yazılımındaki bir yöntem dosyasını yapılandırın, akış hızını 0,4 mL/dak 'ye ayarlayarak 1x fosfat tamponlu tuz (PBS) (10X 'dan seyreltilmiş), enjeksiyon hacmi 5 μL, sütun sıcaklığı 25 °C ' ye kadar ve 280 nm izlemek için diyot dizi dedektörü (DAD). Çalışma süresini 20 dakika olarak ayarlayın. herhangi bir numune analizinden önce sistemi en az 4 saat Dengelentir.
- UHPLC ve Multi Angle ışık saçılma-refraktif Endeks (Iler-RI) dedektörleri arasındaki arayüz, baba üzerindeki analog çıktının kullanılmasını gerektirir. Dad Yöntem dosyası ve AU/UV ayarı 1 (UV enstrüman ≫ Channels ≫ Channel 1) 1.000 Mau için baba zayıflatma ayarlayın.
- Başlangıç analizi için 30 dk önce DAD lambası açın ve 280 nm dalga boyu ayarlayın. Aynı zamanda, refraktif Endeks (RI) referans hücresini 15 dakika veya taban çizgisi kararlı olana kadar temizleyin ve ardından başvuru hücresini kapatın.
- SEC-, 12 dakika, enjeksiyon hacmi 5 μL, DN/DC 0,185 mL/g, A280 tükenme katsayısı daha önce deneysel olarak belirlenen veya 1,37 mL * (mg * cm)-1, ve konsantrasyonu Örnek. Çalıştır ' ı tıklatın ve ekranda görünmesi için "ekleme bekleniyor" iletişim kutusunu bekleyin.
Not: A280 yok olma katsayısı, ilgi proteinine özeldir ve deneysel olarak belirlenmelidir. - UHPLC yazılımında, bir örnek listesini,, ya da aynı sırada bir şekilde yapılandırarak
Not: bir sistem uygunluğu denetimi önce ve sonra bir çalıştırma çalıştırmak önemlidir. Sığır serum albümin genellikle en yüksek genişlemeyi kontrol etmek için kullanılır, SEC sütununun temizlenmesi veya değiştirilmesi gerekebilir bir işaret. Aynı BSA standart enjeksiyon sinyal hizalama, tepe genişleştirme ve dedektör normalleştirme belirtmek için kullanılabilir.
-
Agrega yazılımı ile toplu analiz
- Sekme işaretlenmiş yordamlarıtıklatın. Gerekli despiking minimum düzeyini belirtin; hiçbiri genellikle yeterlidir.
- Temel çizgilerinin doğru çizilmiş ve gerekirse, LS1, LS2, LS3, RI ve UV kanalları için ayarlamak doğrulayın. İlgi tepe alanını ayarlayın.
- Adlandırılan doruklarına benzer boyutta parçacıklar içerdiğini onaylamak için moleküler kitle dağılımını gözden geçirin.
5. şarj varyantı Analizi
- Numune hazırlama ve etiketleme
- 3,5 mg/mL antikor çözeltisi 80 μL ile başlayın. 0,5 mL desalting sütun (7k MWCO) kullanarak örnek Desalt. İlk alt stoper kapalı yakalama, sonra üst stoper gevşeterek ve bir 1,7 mL mikro-Santrifüjü tüp yerleştirerek sütun hazırlayın. 1.500 x g'de 1 dakika boyunca tuz çözme sütununu santrifüjün.
Not: bir nokta ile sütunun dış Işaretle, böylece sonraki adımlar için özgün oryantasyona yerleştirilebilir. - Sütunu yeni bir mikro santrifüj tüpüne aktarın. 80 μL seyreltilmiş proteinin sütunun üstüne ekleyin. Sütunu orijinal oryantasyona hizalayın. 1.500 x g'de 2 dakika Santrifüjü. Santrifüjden örnek çıkarın, Petrolün tuzsuzlaşması sütunu atmak ve örnek iyi karıştırın.
Not: desalting sadece örnek matrisin primer aminler içeriyorsa, örnek Elektroforez veya diğer uyumsuz maddeleri Perturb edecek uyarılıklar gereklidir. - Numuneyi 25 μL 'lık bir hacimde 2 mg/mL 'Lik son konsantrasyona seyreltin ve 96-kuyu plakasında 5 μL etiketleme tamponu (bkz. malzeme tablosu: şarj varyantı reaktif kiti) ekleyin. Etiketleme reakajını gerekli miktarda etiketleme reakajının seyreltilmesiyle hazırlayın (bkz. malzeme tablosu: şarj varyant reaktif kiti) 1:30 dimethylformamid içinde. Numuneyi oda sıcaklığında 10 dakika boyunca ışıktan uzağa inkulat.
Not: çözme ve sonra hemen bu reaktif kullanın ve DMF ile karıştırma 10 dakika içinde kullanmak önemlidir. - İnküreme işleminden sonra, 60 μL reaktif sınıfı su ekleyin ve pipetleme ile iyi karıştırın. Plakayı bir plaka mührü ile Kapla ve plakası 1.000 x g 'de 1 dakika santrifüjle.
- 3,5 mg/mL antikor çözeltisi 80 μL ile başlayın. 0,5 mL desalting sütun (7k MWCO) kullanarak örnek Desalt. İlk alt stoper kapalı yakalama, sonra üst stoper gevşeterek ve bir 1,7 mL mikro-Santrifüjü tüp yerleştirerek sütun hazırlayın. 1.500 x g'de 1 dakika boyunca tuz çözme sütununu santrifüjün.
- Şarj varyantı çipini hazırlama
- Depolama çözeltisi ve yıkama kuyuları 1, 3, 4, 7, 8 ve 10 su ile kaldırarak şarj varyantı çipini hazırlayın. Daha sonra pH 7,2 çalışan tampon ile suyu değiştirin (bkz. malzeme tablosu: şarj varyantı reaktif kiti).
- 750 μL pH 7,2 tampon tüpüne tampon çalışan ekleyin ve arabellek tüpünü örnek tepsinin sol üst köşesindeki belirtilen noktaya yerleştirin. Şimdi 96-Well plakasının plaka mührü çıkarın, enstrüman Kullanıcı arayüzünde boşaltma plakası tuşuna basın ve plakayı gxıı örnek tepsisine takın.
Not: Bu analiz için pH 7,2 tamponlar kullanıldı. pH 5.6-7.2 tampon protein pI 'ye bağlı olarak kullanılabilir. Düşük pH arabellekleri kullanırken, daha uzun örnek çalışma süreleri gerekebilir. - Kullanıcı arabiriminde Chip kaldırma düğmesine basın. Elektrotların herhangi bir parçacıklardan serbest olduğundan emin olun ve değilse, bir tüy bırakmayan ücretsiz Swab ile temizleyin. Yongası takarken, çipin merkezindeki pencerenin parçacık veya leke olmadığından emin olun. Gerekirse, tüy bırakmayan yumuşak bir bezle temizleyin.
Not: kapiller Elektroforez yongaları ile çalışırken, vakum aspirasyonu ile tampon kaldırmak, kuyuları kurutmak önlemek için bir sonraki çözümün hemen eklenmesi takip. Baloncuklar giriş en aza indirmek için, pratik ters pipetleme tekniği. Yongası işlerken, çipin alt kısmından uzanan kırılgan kapiller dikkatli olun, Kuru değil ve kaba elleçleme yoluyla kırmaz emin hale. - Çip odasına kapağı kapatın ve HT protein şarj varyant assay seçin. Çalıştır düğmesini tıklatın. Örnek kuyuları, plaka türünü, tahlil süresini (68, 90 veya 100 s) ve dosya adını seçmek için yönergeleri izleyin. İstemler sonunda Başlat 'ı tıklatın.
- Çip temizleme her iyi 2x su ile yıkama gerektirir, depolama tampon eklenmesi takip ( malzeme tablosu: şarj varyant reaktif kiti). Bir kez depolama tampon, enstrüman içinde çip değiştirin ve istendiğinde, HT protein şarj tahlil seçin. Ana ekranda Kullanıcı arayüzünde yıkama 'yı seçin. Tamamlandıktan sonra, yongası çıkarın, elektrotları su ve tüy bırakmayan bir çubukla silin ve yongası 4 °C ' de saklayın.
- Şarj varyantı Analizi
- Enstrüman analiz yazılımını açın. Dosya ≫ Import veri dosyası'na giderek Çalıştır alma... ve istenen *. GXD dosyasına tıklayarak. Sadece isim yazılım üzerinde, bu yüzden kuyular yeniden adlandırılması avantajlıdır (araçlar ≫ örnek adı düzenleyici) taşınır. Dosyaları seçerken Shift tuşunu basılı tutarak dışa aktarılacak dosyaları seçin. Dosya ≫ dışa aktar 'ı tıklatın ... ve ham veri kutusunu ve ardından AIA biçimi kutusunu seçin.
- Analiz yazılımı içindeki projeleri Gözat sekmesine açın. Veritabanı ≫ Ithalat veri... tıklayın ve dışa * seçin. CDF dosyaları.
- Bir kez ithal, enjeksiyon sekmesine gidin, analiz edilecek dosyaları seçin, sağ tıklayın ve işlem gidin. .. Açılan pencerede, işlem 'in yanındaki onay kutusunu seçin ve açılır kutusundan "belirtilen Işleme yöntemini kullan" radyo kutusunu ve istenen işleme yöntemini seçin. "Nasıl:" etiketli hemen aşağıda açılan kutuda kalibre et ve Quantitate 'i seçin. İşlendikten sonra sonuçlar sekmesine gidin ve kromatogramları tümleştirmesini kontrol edin.
Not: işleme yöntemi her yöntem için doğrulanması gerekir. Başlangıç noktası olarak, geçerli işleme yöntemi için kullanılan parametreler ek dosyasına eklenir.
Not: veri verme işlemi bir rapor şeklinde yapılabilir veya yalnızca en yüksek ölçüte verilebilir. Bunlar işlem veya sonuçlar penceresinden aynı zamanda yapılabilir.
6. amino asit Analizi
- LC-MS tarafından mutlak amino asit ölçümü için standart eğrisi ayarlama
- Genişletilmiş amino asit hazırlamak (EAA) karışımı tarafından çözünerek 59,45 mg ASN, 59,00 mg HYP, 65,77 mg gln, ve 91,95 mg TRP içinde 25 mL içinde 0,1 N HCl. EAA karışımı her amino asit son konsantrasyon 18 nmol/μL.
- Dahili standart (ıSTD) stok çözeltisi 58,58 mg NVA ve 44,54 mg SAR olarak 50 mL HCl 'de çözünerek hazırlayın.
- Al, ASP, arg, CYS, Glu, GLY, onun, Ile, Leu, met, Phe, Pro, ser, THR, TRP, Tyr, Val 1 nmol/μL, 900 son amino asit konsantrasyonları için EAA karışımı ile içeren amino asit stok çözüm birleştirerek tam amino asit standartlarını hazırlayın , 225, 90, 22,5 ve 9 pmol/μL. Yöntem için pozitif kontroller olarak kullanılmak üzere "düşük" ve "yüksek" dahili standartlar oluşturmak için, 90 pmol/μL veya 900 pmol/μL 'nin son konsantrasyonu için hazırlanan ıSTD stokları amino asit standartlarına ekleyin.
- Numune şişeleri amino asit konsantrasyonları UPLC Otomatik Örnekleyici yerleştirin. Aşağıdaki talimatları uygulayarak amino asit standart konsantrasyonlarına dayalı olarak enstrüman yazılımında bir kalibrasyon eğrisi (9-900 pmol/μL) oluşturun.
- Sağlam amino asit analizi için bir UPLC 'ye bağlanmış elektrosprey iyonizasyon (ESı) pozitif duyarlılık modunda Q-ToF kullanın. Kromatografi ayrımı için, amino asit ayrımı için yapılan normal faz sütununu kullanın. Aşağıdaki tamponları Kütle Spektrometrisi dereceli reaktifler ile hazırlayın: A = Asetonitril + 0,1% formik asit ve B = 100 mM amonyum Format. LC akış hızını 0,6 mL/dak ve sütun sıcaklığına 40 °C ' ye ayarlayın.
- Amino asit ayrımları için aşağıdaki 15 dakikalık gradyan koşullarını kullanın: 14% B (0-3 dak), 14-100% B (3-10 dk), 100% B (10-13 dk), 100-8% B (13-14 dk),% 8 B (14-15 dk).
- MS edinme programında "numune türü" ve "CONC A" sütun listelerini kullanarak kantitasyon programında ham biyoreaktör medyanın gelecekteki analizi için bir kalibrasyon eğrisi oluşturun. Bu sütunların edinme programında görünmesini sağlamak için, üst menü çubuğuna sağ tıkladığınızda Display... Özelleştir komutunu kullanın.
- Amino asit standartları için örnek tip "standart" olacak ise medya örnekleri "analit" olacaktır. "CONC A" sütununu gerekli ünitelerin sayısal konsantrasyonlarıyla doldurun (örn: pmol/μL).
- Hazırlanmış amino asit standart konsantrasyonlarını en az iki kez çalıştırın. ISTD zirveleri kontrol ederek UPLC enstrüman ve kütle spektrometresi düzgün çalıştığını doğrulayın.
- Kantitasyon yöntemi (*. mdb dosyası) oluşturmak için kantitasyon uygulamasında "yöntemi Düzenle" seçeneğini kullanın. Bileşik adı, m/z değeri ve beklenen bekletme süresi gibi kantitasyon uygulamasında ilgi tüm amino asitler tanımlayın. Burada yöntemin tümleştirme parametrelerini değiştirin.
- Kalibrasyon eğrisi oluşturmak için standart örneklerde oluşturulan amino asit yöntemini kullanın. Bu eğri, dışa aktar ≫ Calibration... komutunu kullanarak medya örnekleriyle kullanılmak üzere bir *. cdb dosyasına verilebilir.
- Kantitasyon uygulamasında, "düzeni farklı kaydet..." kullanarak gelecekteki veri kümelerini uygulamak için istediğiniz düzeni bir *. qLt dosyasına kaydedin. Adı (enjeksiyon adı), alan ve CONC en önemli çıktı sütunlardır.
- LC-MS tarafından ham biyoreaktör medyanın amino asit Analizi
- 5 dakika boyunca 1.962 x g 'de Santrifüjsüz ham biyoreaktör medya ve 0,22 μm filtreden geçer.
- Protein ve partikül madde kaldırmak için bir perklorik asit Temizleme ile takip: 0,4 N HClO4 ile filtrelenmiş biyoreaktör medya 1:1 oranında karıştırın ve 5 dk RT için 14.700 x g Santrifüjü. Otomatik Örnekleyici şişeleri içinde açıklığa kavuşturuldu medya toplayın.
Not: amino asit konsantrasyonları kalibrasyon aralığı içinde düşmek yapmak için gerektiği gibi enjeksiyon hacmi ayarlayın. Cihaza bağlı olarak, enjeksiyon hacmi 0,1 μL ile 10 μL arasında ayarlanabilir. - Medya örneklerini LC-MS tarafından triplicate olarak çalıştırın. Yöntem (*. mdb) ve kalibrasyon dosyası (*. cdb) ile birlikte kantitasyon programı altında "proses örnekleri" kullanın. Tüm enjeksiyonlar tamamlandıktan sonra yöntem ve kalibrasyon eğrisi otomatik olarak nicesi uygulaması tarafından ham medya örneklerine uygulanır.
- Başka bir programda (örneğin, elektronik tablo gibi) analiz için veri vermek üzere "Yazdır" komutunu kullanın ve bir *. XPS veya *. PDF dosyası oluşturun.
Representative Results
Otomatik mikroölçekli biyoreaktör hasat hücre kültürü sıvı hızlı protein sıvı kromatografi (FPLC) kullanılarak saflaştırılır, Şekil 1 ' de görüldüğü gibi ve arıtılmış proteinler ' kritik kalite nitelikleri (cqas) çeşitli ile karakterize edildi akış analitik yöntemleri. Bu, otomatik mikrobiyoreactor sisteminin önemli bir yararı; CQAs 'daki farklılıklar çok çeşitli koşullarda hızla değerlendirilebilir. Mass spektrometrisi tarafından işlenen CHO-üretilen mAbs 'den N-glycan verileri Şekil 2' de gösterilen Kromatogramlar gibi görünmelidir. Şekil, bir örnekteki mannoz 5 zirvesinde (M5) önemli ölçüde daha düşük olduğunu gösteren iki kromatogram arasında bir karşılaştırma gösteriyor. Zirveler yerine sadece gürültülü bir taban çizgisi gözlenirse, bu Kromatografi kurulumunun hatalı olduğu veya prosedürün başarılı olmadığı anlamına gelebilir. Denetimleri kullanarak, sorun giderme basitleştirilebilir. İlk olarak, dekstran merdiveninden FLR doruklarını değerlendirmek; Bu zirveler Kromatografi sisteminin düzgün çalıştığını gösterir. Daha sonra, işlenmiş bozulmamış mAb standardından elde edilen deneysel olarak elde edilen zirveleri karşılaştırın. Standart zirveleri görünüyorsa, ancak hiçbir örnek zirveler tanımlanır, sonra mAb örnekleri doğru işlenmedi. Bu, N-glycan etiketleme ve arıtma ile müdahale edilen tamponda SDS veya nükledil varlığı nedeniyle olabilir.
SEC-, iki CQAs değerlendirmek için kullanılabilir: toplama profili ve antikor molekül ağırlığı. Bir temsilci SEC-, kromatogram Şekil 3' te gösterilen karşılaştırılabilir. Moleküler kütle dağılımı ve mutlak moleküler ağırlık, 1,37 mL * (mg * cm)-1 ve 0,185 ml/g DN/DC 'nin yok olma katsayısı ile gerekli yazılım kullanılarak belirlendi. En yüksek arama ve yazılımın temel ayarı manuel olarak gerçekleştirildiği için, sonuçlar kullanıcıdan kullanıcıya biraz farklılık gösterebilir. Monomerik IgG1 mutlak molekül ağırlığı Şekil 3 ' te 1,504 x 105 da ± 0,38% (mavi) ve yüksek sipariş kompleksi 7,799 x 105 da ±% 3,0 (kırmızı) ' dir. Toplamları polydispersity çok monomer daha büyüktür, kırmızı molar kitle dağılımı ile belirtildiği gibi Peak 1 (Şekil 3). Küçük miktarda örnek ve bir CQA olarak toplama önemi bu tekniği otomatik mikrobioreactor sistemi için son derece değerli bir tamamlayıcı analitik aracı yapmak.
MCZE 'nin sonucu, monoklonal bir antikor için şarj varyantı profilini gösteren Şekil 4' te olduğu gibi bir elektropherogram. Profil, araştırılan protein için benzersiz bir imzaya sahiptir ve işletim pH 'Sında son derece duyarlıdır. Ayrıca görünür, şarj varyantı profilinin solundaki serbest boya tepe şeklindedir. Bir işletim pH 'Sı kurarken, çözünürlüğü ve sinyali dengelemek için operatörün bazı takdiri vardır; Ayrıca, operatör ~ 30 s 'de göç eden serbest boya zirvesinde iyi bir ayırma sağlamalıdır. Bu tepe kaldırmak için etiketleme sonra örnek tuzlanmış olabilir, bu sinyal önemli bir kayıp yol açar olsa. Bir işletim pH 'Sı kurulduktan sonra, örnek profiller karşılaştırılabilir. Genellikle tutarlı olmakla birlikte, etiketleme verimliliği veya uyarıcılarında farklılıklar değişiklikler bir örnek göç küçük farklılıklar ve şarj varyant profil elektrophergramlar doğrudan karşılaştırmak zor hale neden olabilir. Bunun yerine, karşılaştırma yöntemi genellikle temel, ana ve asidik türlerin yüzdeleri dayanmaktadır. Bu durumda,% 1-2 gibi küçük göreli farklar mCZE kullanılarak tanımlanabilir.
Amino asit tüketimi, tükenmesi CQAs değişiklikleri neden olup olmadığını belirlemek için izlenebilir. Kütle spektrometresi gelen kromatogram okumaları, ham biyoreaktör medya örneklerinde amino asitlerin mutlak ölçümü için bir kalibrasyon eğrisinin başarılı bir şekilde oluşturulmasını değerlendirmek için kullanılabilir. Şekil 5 , bu süreçte iki toplam iyon KROMATOGRAM (TIC) ve bir ayıklanan iyon kromatogrâsini (XIC) temsili sonuçlar olarak gösterir. Şekil 5a'da gösterilen TIC, tampon sistemden gelen arka plan sinyalini sadece bir su boşluğa enjekte edildiği gibi tasvir ediyor. Şekil 5 B bir temsılcı TIC amino asit standardı tasvir nerede, su boş karşılaştırıldığında, bireysel amino asit türlerine karşılık küçük doruklarda görülebilir (gibi lizin gibi 7,96 dakika). Zirvede entegre olmak ve zirve alanının (ve bu nedenle konsantrasyon) miktarını kolaylaştırmak için, XıC yalnızca tanımlanmış bir "kromatogram kitle penceresinden" gelen sinyalin görüntülendiği yerde kullanılır. Cihazın hassasiyetine ve kromatografik ayrımı kalitesine bağlı olarak, optimum kütle penceresinin Kullanıcı tarafından belirlenmesi gerekir. Bu örnekte (Şekil 5C), lizin Xic (m/z = 147,1144) bir kütle penceresi 10 ppm ile gösterilir, amino asit standardında lizin sütun 8,03 dakikada kapalı elutes.
Şekil 1 . Hızlı protein sıvı kromatografi (FPLC) tekniğini kullanarak arıtma planının temsili kromatogram. Hacim (mL) ile ilgili arıtma yöntemi aşamaları x ekseni boyunca etiketlenir. 280 nm 'de UV emici (mAU y ekseni, Solid Line) Arıtma döngüsü boyunca izlenir. Yüksek tuz yıkama sırasında iletkenlik (mS/cm y ekseni, kesikli çizgi) artırarak özellikle bağlı olmayan kirleri yerlerinden edilir. antikor proteinden elüsyon tampon (CONC B, noktalı çizgi), pH 4 ' e düştüğünde ( gösterilir). Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Şekil 2. Kitle tarafından doğrulanmış etiketli glikan elde edilen bir temsili floresan kromatogram. Y ekseni sinyal yoğunluğu iken x ekseni bekletme süresi (dakika) ' dir. 14,94 min 'de tepe, M5 sinyal gücü arasındaki büyük farkın overlaid edilen iki numune arasında gözleneceği Mannose 5 (M5) glycan 'ı temsil eder. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Şekil 3. IgG1 monoklonal antikor moleküler ağırlık dağılımı. 1x PBS 'de boyut dışlama kromatografi ile ayrılan, bozulmamış IgG1 monoklonal antikor kromatogram (pH 7.4). Emici, 280 Nm (siyah; sol eksen) ve hafif saçılma ve Refraktif indeksler ile izlenir ve her bir zirvede (kırmızı ve mavi; sağ eksen) mutlak moleküler ağırlığı hesaplamak için kullanılır. Yüksek moleküler ağırlık türleri "HMW" etiketli zirve ile belirtilir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Şekil 4 . IgG1 monoklonal antikor şarj varyant profili. Bu elektropherogram mCZE platformunda oluşturulur. Bir serbest boya pik ~ 30 s içinde göç ve iyi IgG1 ayrılır. Ölçme için, zirveler enstrüman veri analiz yazılımı kullanarak temel, ana ve asidik türler bölünmüştür. Kırmızı çizgi, entegre tepe alanlarını özetliyor. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Şekil 5. Ham biyoreaktör medyanın Kütle Spektrometrisi bazlı amino asit analizi için iyon kromatogrametinin temsili sonuçları. X ekseni saat (dakika) ise y ekseni sinyal yoğunluğuyla (a) bir su boşluğu negatif kontrol olarak hizmet verir ve sıvı kromatografi gradyan (B) 225 pmol/μL amino asidin boyunca gözlenen arka plan sinyalini ortaya çıkarır Standart olarak burada pozitif bir kontrol olarak kullanılır, bu toplam iyon kromatogram gözlenen bireysel doruklarda standart karışımı farklı amino asitler temsil edilir kromatografide çözülür (C) m için bir temsilci ayıklanan iyon kromatogram /z 147,1144, Lysine olan. B 7,96 min zirve Lysine C 8,03 tepe karşılık gelir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Discussion
HCCF kalıntısı ve pahalı enstrümantasyon imha edebilir büyük parçacıklar içerir, böylece kültür açıklama daha fazla aşağı işleme önce gereklidir. Santrifüjleme genellikle hücreleri ve diğer çözünmez parçacıklar filtrasyon tarafından izlenen proteinlerden ayırmak için ilk yaklaşımdır. Bu filtrelenmiş HCCF daha sonra arıtma için hızlı protein sıvı kromatografi (FPLC) tabi tutulur. Ürün elde etmek için otomatik mikrobioreactors HCCF arıtılması aşağı işleme önemli bir adımdır. Burada, proteinli bir FPLC sistemi, HCCF 'den monoklonal antikorlar elde etmek için bir kolon kullanılır. Upstream süreçleri için Analytics, tutarlı ve güvenilir bir ürün elde etmek için yardımcı hücre davranışı ve kılavuz Biyoproses tasarımı konusunda yararlı bilgiler sağlayabilir. Analytics Ayrıca kritik kalite niteliklerini (CQAs) upstream ve downstream süreçlere bağlamamıza olanak tanır. Burada sunulan dört asder yaygın monoklonal antikorların karakterizasyonu kullanılır. Bu teknikler, sadece kısmen arındırılmış ve hala DNA ve HCP kalıntı seviyeleri içeren çeşitli upstream kaynaklardan işlem ve ürün analizi için sağlam, güvenilir ve kolayca dağıtılabilir.
Analizler için numuneleri temizlerken, bioreactor içinde bulunan değişkenliği korurken analiz için yeterince temiz bir örnek oluşturarak önemli bir denge ortaya çıkmış olmalıdır. Ürün etkileyen iki en yaygın kirleticiler DNA ve HCP, 260/280 nm ve SDS-PAGE veya μCE-SDS oranı emilme oranını ölçerek kontrol edilebilir. Burada sunulan çeşitli DNA içeriği düşük seviyelerde duyarlı değildir. Ürünün saflığı >% 95 saf, μCE-SDS tarafından belirlenir.
Mikrokapiller elektroforez sistemi ile şarj varyantı analizi, kullanımı nispeten kolay olan cips ve reaktiflerle şarj çeşitlerini belirlemek için yüksek verimlilik yöntemi sağlar. Tekniklerin doğası ve etiketleme reakajının kimyası hem uyarılıkların hem de diğer primer aminlerin hassasiyetine sahiptir, böylece çoğu örnek matris için tuzsuz bir adım gerektirir. Tecrübeye göre, düşük DNA seviyeleri, etiketleme reaksiyonunda serbest boya ile göç ederek sonuçların kalitesini etkilemez. Temel, ana ve asidik tepe ölçülerinin varyasyon genellikle <% 1 ise, DNA ve diğer kirleticilerin daha yüksek seviyeleri tahlil değişkenlik artırabilir. Protein etiketleme ile tutarlı olmak ve şişeden çıkarıldıktan sonra DMF 'nin istem içinde kullanılması ve boya ile karıştırılması son derece önemlidir. Lizin ve/veya histidin standartları etiketleme kontrolleri olarak tavsiye edilir. Zaman içinde ve numune kalitesine bağlı olarak, cips faul veya mikrofluidics kanalları üzerinde kaplama kaybedebilir, daha fazla gürültü yol, hayalet dorukların varlığı, ve daha fazla örnek-to-Sample varyasyon. Bu oluşum, boşluklar ve sistem uygunluğu standardı (i.e. NISTmAb) tanımlamak için aynı anda düzenli aralıklarla örnekleri ile analiz edildi. Çip sorunları ortaya çıktığında, cips depolama çözeltisi ile yıkanabilir veya değiştirilir.
Terapötik glikoproteinlerin glikan analizi için kullanılan yöntemler, öncelikle sıvı kromatografi (LC) ve/veya kütle spektrometresi (MS) içerir Bu yazıda açıklanan yöntem, faydaları ve dezavantajları olan LC ve MS kullanır. Kütle spektrometrik yöntemleri, floresan algılama çıkışı veya Linde mikrodiziler kullanılarak LC tabanlı yöntemlerle mümkün olmayan, analiz edilen glisilerin kitle doğrulamasının avantajlarından yararlanır. Bu yöntem, bir dekstran merdiven standardına saklama süresi karşılaştırması kullanarak glikcan kimlikleri atamak için LC ve floresan algılaması kullanır. Floresans izleme, algılama kolaylığı nedeniyle daha fazla duyarlılık ve ölçüme olanak sağlar, bu da MS yalnız oligosackaritlerin kötü iyonizasyon verimliliği nedeniyle düşük bolluk türlerinin ölçülmesine mümkün olmayabilir. MS 'den gelen kütle bilgileri, glikcan kimliklerini onaylamak için kullanılır, ancak işleme yazılımı birincil atama kriterleri olarak kütle bilgilerini kullanmaz. Bu nedenle, tekrarlanabilir Kromatografi ve kolayca çözülebilir zirveler olmadan, bu yöntem glikan atamaları ile ilgili muzdarip olabilir. Neyse ki, kütle bilgileri, kromatografi subpar olduğu durumlarda bile glikan atamaları ile yardımcı olabilir, örneğin tekrarlanabilir glikol atamaları engelleyen bekletme süresi vardiya gibi. Bu yöntem MS olmadan kullanılırsa, kitle bilgileri ikamet zamanı sürüklenme için düzeltmek için kullanılamaz olduğundan Kromatografi en üst düzeyde olmalıdır.
Burada açıklanan amino asit analiz yöntemi, ham hücre kültürü medyasında underivatized amino asitler hızlı kantitasyon için LC-MS kullanır. Alternatif amino asit analiz yöntemleri UV algılama etkinleştirmek için amino asit türevlendirme ajanlar gerektirir26. LC-MS yöntemi, LC-UV metodu üzerinde önemli avantajlar sunar: kitle karakterizasyonu eksikliği ile sınırlı olan LC-UV yöntemine karşı hem saklama süresi hem de iyon kütlesine dayalı kimlik tespiti sağlar. LC-UV yöntemi, örnek değişkenliği27' ye verebilir, zaman alan bir derivatizasyon reaksiyonu GEREKTIRDIĞINDEN, LC-MS yöntemi de zaman ve yeniden Üretilebilirlik avantajları sunar. Ancak, LC-MS yönteminde ham hücre kültürü medyası enjeksiyonu, iyon Skimmer kirlenme nedeniyle MS sinyali üzerinde zararlı etkilere neden olabilir. Bir kalibrasyon merdiven genellikle bir sistem uygunluğu kontrol olarak enjekte edilir, ve örnek sipariş verileri önyargı önlemek için randomize.
Mikrobioreactors kullanarak antikor üretimi için hücre kültürü süreci daha önce9açıklanmıştır. Bu çalışmada, sınırlı numune hacimlerinden elde edilen verileri maksimize eden monoklonal antikor karakterizasyon yöntemleri için ayrıntılı protokoller iyi tanımlanır. Hasat edilen hücre kültürü sıvısı sınırlı miktarda bazen elde edilen ürün bilgilerini kısıtlayabilir ve ürün kalitesi verileri elde etmek için doğru analitik prosedürler seçimi esastır. Analytics, ürün kalitesindeki değişikliklere kadar upstream işlem parametrelerini birbirine bağlamak için önemlidir. Burada, kullanıcılar için mikrobioreactors ile çalışırken mAbs karakterlendirmek için bir kılavuz sağlanmıştır.
Disclosures
Bu yayın yazarın görüşlerini yansıtır ve FDA görüşleri veya politikaları temsil etmek için yorumlanmamalıdır.
Acknowledgments
Yazarlar, sağladığı analitik destek için Scott Lute 'a teşekkür etmek istiyor. Kısmi iç finansman ve bu çalışmanın desteği CDER kritik yol programı (CA #1-13) tarafından sağlanmıştır. Bu proje, biyoteknoloji ürünleri ofisi 'nde staj/araştırma katılım programı 'na bir randevu tarafından desteklenmektedir, ABD Gıda ve Ilaç Idaresi, Oak Ridge Enstitüsü tarafından bilim ve eğitim için yönetilen bir ABD enerji ve FDA Bakanlığı arasında arası anlaşması.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| CHO DG44 Cell Line | Invitrogen | A1100001 | |
| Akta Avant 25 | General Electric Life Sciences | 28930842 | |
| Pro Sep vA Ultra Chromatography Resin | Millipore Sigma | 115115830 | Purification Stationary Phase |
| Omnifit 10cm Column | Diba Fluid Intelligence | 006EZ-06-10-AA | Housing for Stationary Phase |
| Tris Base | Fisher Scientific | BP154-1 | |
| Superloop 10 mL | GE Healthcare | 18-1113-81 | |
| µDawn Multi Angle Light Scattering Detector | Wyatt | WUDAWN-01 | |
| 0.22 µm Millex GV Filter Unit PVDF Membrane | Merck Millipore | SLGV033RB | |
| 10X Phosphate Buffered Saline | Corning | 46-013-CM | |
| 12 mL Syringe | Covidien | 8881512878 | |
| 1290 Infinity Binary Pump | Agilent Technologies | G4220A | |
| 1290 Infinity DAD | Agilent Technologies | G4212A | |
| 1290 Infinity Sampler | Agilent Technologies | G4226A | |
| 1290 Infinity Thermostat | Agilent Technologies | G1330B | |
| 1290 Infinity Thermostatted Column Compartment | Agilent Technologies | G1316C | |
| 15 mL Falcon tube | Corning Inc. | 352097 | |
| 150 uL Glass Inserts with Polymer Feet | Agilent Technologies | 5183-2088 | |
| 50 mL Falcon tube | Corning Inc. | 352070 | |
| 96-Well Plate | Bio-Rad | 127737 | |
| Acetic Acid | Sigma-Aldrich | 695072 | |
| Acetonitrile | Fisher Chemical | BPA996-4 | |
| ACQUITY I-Class UPLC BSM | Waters Corporation | 18601504612 | |
| ACQUITY I-Class UPLC Sample Manager | Waters Corporation | 186015000 | |
| ACQUITY UPLC FLR Detector | Waters Corporation | 176015029 | |
| Amicon Ultra-4 100 kDa centrifugal filters | Merck Millipore | UFC810096 | |
| Amino Acid Standard, 1 nmol/µL | Agilent Technologies | 5061-3330 | |
| Amino Acid Supplement | Agilent Technologies | 5062-2478 | |
| Ammonium Formate Solution - Glycan Analysis | Waters Corporation | 186007081 | |
| Blue Screw Caps with Septa | Agilent Technologies | 5182-0717 | |
| CD OptiCHO AGT Medium | Thermo Fisher Scientific | A1122205 | |
| Centrifuge Tubes | Eppendorf | 22363352 | |
| Charge Variant Chip | Perkin Elmer | 760435 | |
| Charge Variant Reagent Kit | Perkin Elmer | CLS760670 | |
| Chromatography Water (MS Grade) | Fisher Chemical | W6-4 | |
| Dimethylformamide | Thermo Scientific | 20673 | |
| Extraction Plate Manifold for Oasis 96-Well Plates | Waters Corporation | 186001831 | |
| Formic Acid | Fisher Chemical | A117-50 | |
| GlycoWorks RapiFlour-MS N-Glycan Starter Kit - 24 Sample | Waters Corporation | 176003712 | |
| GXII Buffer Tubes | E&K Scientific | 697075- NC | |
| GXII Detection Window Cleaning Cloth | VWR | 21912-046 | |
| GXII HT Touch | Perkin Elmer | CLS138160 | |
| GXII Ladder Tubes | Genemate | C-3258-1 | |
| GXII Lint-Free Swab | ITW Texwipe | TX758B | |
| Hydrochloric Acid | Fisher Scientific | A144-500 | |
| Intact mAb Mass Check Standard | Waters Corporation | 186006552 | |
| Intrada Amino Acid Column 150 x 2 mm | Imtakt | WAA25 | |
| NanoDrop One Microvolume UV-Vis Spectrophotometer | Thermo Fisher Scientific | 840274100 | |
| Optilab UT-rEX Differential Refractive Index Detector | Wyatt | WTREX-11 | |
| Perchloric acid | Aldrich Chemistry | 311421 | |
| Pipet Tips with Microcapillary for Loading Gels | Labcon | 1034-960-008 | |
| Polypropylene 96-Well Microplate, F-bottom, Chimney-style, Black | Greiner Bio-One | 655209 | |
| RapiFlour-MS Dextran Calibration Ladder | Waters Corporation | 186007982 | |
| Screw Top Clear Vial 2mL | Agilent Technologies | 5182-0715 | |
| Sodium Chloride | Fisher Scientific | S271-1 | |
| Sodium Iodide | Sigma Aldrich | 383112 | |
| TSKgel UP-SW3000 4.6mm ID x 30 cm L | Tosoh Biosciences | 003449 | |
| UNIFI Scientific Information System | Waters Corporation | 667005138 | |
| Vacuum Manifold Shims | Waters Corporation | 186007986 | |
| Vacuum Pump | Waters Corporation | 725000604 | |
| Xevo G2 Q-ToF | Waters Corporation | 186005597 | |
| Zeba Spin Desalting Column, 0.5 mL | Thermo Scientific | 89883 |
References
- Pharmaceutical cGMPs for the 21st Century: A Risk-Based Approach. , (2004).
- New Molecular Entity (NME) Drug and New Biologic Approvals. FDA. , Available from: https://www.dfa.gov/Drugs/DevelopmentApprovalProcess/HowDrugsareDevelopedandApproved/DrugandBiologicAprrovalReports/NDAandBLAApprovalReports/ucm373420.htm (2015).
- Foltz, I. N., Karow, M., Wasserman, S. M. Evolution and Emergence of Therapeutic Monoclonal Antibodies. Circulation. 127, 2222-2230 (2013).
- Kondragunta, B., Drew, J. L., Brorson, K. A., Moreira, A. R., Rao, G. Advances in clone selection using high-throughput bioreactors. Biotechnology Progress. 26 (4), 1095-1103 (2010).
- Hmiel, L., Brorson, K., Boyne, M. Post-translational structural modifications of immunoglobulin G and their effect on biological activity. Analytical & Bioanalytical Chemistry. 407 (1), 79-94 (2015).
- Rathore, A. S. Roadmap for implementation of quality by design (QbD) for biotechnology products. Trends in Biotechnology. 27 (9), 546-553 (2009).
- International Council for Harminisation of Techinical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use. ICH. , ed specifications: test procedures and acceptance criteria for biotechnological/biological products Q6B (1999).
- Berkowitz, S. A., Engen, J. R., Mazzeo, J. R., Jones, G. B. Analytical tools for characterizing biopharmaceuticals and the implications for biosimilars. Nature Reviews Drug Discovery. 11 (7), 527-540 (2012).
- Velugula-Yellela, S. R., et al. Use of high-throughput automated microbioreactor system for production of model IgG1 in CHO cells. Journal of Visualized Experiments. , (2018).
- Largy, E., Cantais, F., Van Vyncht, G., Beck, A., Delobel, A. Orthogonal liquid chromatography-mass spectrometry methods for the comprehensive characterization of therapeutic glycoproteins, from released glycans to intact protein level. Journal of Chromatography A. 1498, 128-146 (2017).
- Yang, J. -M., et al. Investigation of the correlation between charge and glycosylation of IgG1 variants by liquid chromatography-mass spectrometry. Analytical Biochemistry. 448, 82-91 (2014).
- Agarabi, C. D., et al. Bioreactor Process Parameter Screening Utilizing a Plackett-Burman Design for a Model Monoclonal Antibody. Journal of Pharmaceutical Sciences. 104 (6), 1919-1928 (2015).
- Wen, J., Arakawa, T., Philo, J. S. Size-Exclusion Chromatography with On-Line Light-Scattering, Absorbance, and Refractive Index Detectors for Studying Proteins and Their Interactions. Analytical Biochemistry. 240 (2), 155-166 (1996).
- Veurink, M., Stella, C., Tabatabay, C., Pournaras, C. J., Gurny, R. Association of ranibizumab (Lucentis) or bevacizumab (Avastin) with dexamethasone and triamcinolone acetonide: An in vitro stability assessment. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 78 (2), 271-277 (2011).
- Li, Y., Weiss, W. F., Roberts, C. J. Characterization of high-molecular-weight nonnative aggregates and aggregation kinetics by size exclusion chromatography with inline multi-angle laser light scattering. Journal of Pharmaceutical Sciences. 98 (11), 3997-4016 (2009).
- Espinosa-de la Garza, C. E., et al. Analysis of recombinant monoclonal antibodies by capillary zone electrophoresis. Electrophoresis. 34 (8), 1133-1140 (2013).
- Han, H., Livingston, E., Chen, X. High throughput profiling of charge heterogeneity in antibodies by microchip electrophoresis. Analytical Chemistry. 83 (21), 8184-8191 (2011).
- Wheeler, T. D., et al. Microchip zone electrophoresis for high-throughput analysis of monoclonal antibody charge variants. Analytical Chemistry. 86 (11), 5416-5424 (2014).
- Carrillo-Cocom, L., et al. Amino acid consumption in naive and recombinant CHO cell cultures: producers of a monoclonal antibody. Cytotechnology. 67 (5), 809-820 (2015).
- Chen, P., Harcum, S. W. Effects of amino acid additions on ammonium stressed CHO cells. Journal of Biotechnology. 117 (3), 277-286 (2005).
- Xing, Z., et al. Optimizing amino acid composition of CHO cell culture media for a fusion protein production. Process Biochemistry. 46 (7), 1423-1429 (2011).
- Fan, Y., et al. Amino acid and glucose metabolism in fed-batch CHO cell culture affects antibody production and glycosylation. Biotechnology and Bioengineering. 112 (3), 521-535 (2015).
- Read, E. K., et al. Fermentanomics informed amino acid supplementation of an antibody producing mammalian cell culture. Biotechnology Progress. 29 (3), 745-753 (2013).
- Mazzer, A. R., Perraud, X., Halley, J., O'Hara, J., Bracewell, D. G. Protein A chromatography increases monoclonal antibody aggregation rate during subsequent low pH virus inactivation hold. Journal of Chromatography. A. 1415, 83-90 (2015).
- Zhang, L., Luo, S., Zhang, B. Glycan analysis of therapeutic glycoproteins. MAbs. 8 (2), 205-215 (2016).
- Wahl, O., Holzgrabe, U. Amino acid analysis for pharmacopoeial purposes. Talanta. 154, 150-163 (2016).
- Le, A., Ng, A., Kwan, T., Cusmano-Ozog, K., Cowan, T. M. A rapid, sensitive method for quantitative analysis of underivatized amino acids by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Journal of Chromatography B. 944, 166-174 (2014).
