洞燭先機(jī) | 單抗下游純化工藝在線監(jiān)測,讓產(chǎn)品質(zhì)量輕松起飛!
需求背景
在現(xiàn)代生物制藥的世界里,活性藥物成分(API)的制造就像烹飪大餐,上游工藝(USP)是食材準(zhǔn)備階段,下游工藝(DSP)就是大廚的烹飪過程。
先來看看上游工藝(USP)。我們精心挑選最好的“細(xì)胞種子”,進(jìn)行細(xì)致的發(fā)酵培養(yǎng)。這些細(xì)胞會在適合的條件下快樂成長,生產(chǎn)出所需的生物分子。這就是我們的原料,之后就由下游工藝(DSP)來完成精彩的烹飪過程。
下游工藝(DSP)就像是位大廚,他要做的就是將上游工藝(USP)提供的原料進(jìn)行精心的烹飪。細(xì)胞與溶液的分離就像是清理食材,去蕪存菁。然后根據(jù)電荷、大小、疏水性或親和力等特性,將所需的 API 從細(xì)胞中釋放出來。這個(gè)過程就像是將各種食材巧妙地融合在一起,形成一道美味的大餐。
整個(gè)過程就像廚師需要關(guān)注菜品的味道一樣,我們還需要密切監(jiān)測副產(chǎn)物、細(xì)胞生長培養(yǎng)基的特性以及后續(xù)純化和加工步驟中的產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)還要監(jiān)測關(guān)鍵質(zhì)量屬性(CQAs)和關(guān)鍵工藝參數(shù)(CPPs),讓每一個(gè)步驟都完美無瑕。
因?yàn)樯锂a(chǎn)物是如此復(fù)雜,我們不能僅僅依靠經(jīng)驗(yàn),還需要借助靈敏的分析工具(例如 UHPLC)來提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),幫助我們精確控制每一個(gè)步驟,確保一切都恰到好處。

圖 1. 生物藥物 API 的下游工藝流程示意圖。綠點(diǎn)為可能接入在線液相色譜位置
運(yùn)行邏輯
在下游工藝中,我們巧妙地運(yùn)用在線 LC 來“把關(guān)”,監(jiān)測 mAb 純化工藝中高分子量聚集體的百分比(%HMWs mAb 聚集體),確保經(jīng)過 AEX 色譜精處理步驟的洗脫液的產(chǎn)品質(zhì)量。我們采用了符合 GMP 要求的無菌 FPLC 解決方案,而配備 NovaSeptum 取樣接頭的 Agilent 1260 Infinity II Prime 在線液相色譜系統(tǒng),就像一個(gè)守門員,緊緊盯著來自純化系統(tǒng)的“出口”,完成以下動(dòng)作:
· 每 4 分鐘出手取樣一次
· 在 3 分鐘內(nèi)完成分析
· 結(jié)果提交 PCS,做出決策
為了應(yīng)對可能出現(xiàn)的“色譜柱故障”,我們還準(zhǔn)備了一臺額外的泵和柱切換閥,像替補(bǔ)隊(duì)員一樣隨時(shí)待命。當(dāng)色譜柱“體力不支”時(shí),它們可以立即“替補(bǔ)上場”,確保生產(chǎn)流程的順利進(jìn)行。

圖 2. 在線液相色譜系統(tǒng)工作原理示意圖
每 4 分鐘我們就能得到一份“體檢報(bào)告”,上面清楚地顯示了所需 mAb 的濃度和高分子量聚集體的百分比信息,用來輕松判斷產(chǎn)品的質(zhì)量是否符合預(yù)期。報(bào)告的關(guān)鍵信息通過 OPC UA 傳遞給上級過程控制系統(tǒng) PCS(工藝流程控制的大腦),由 PCS 來決定整個(gè)純化過程的節(jié)奏。4 分鐘一次的結(jié)果還可以繪成趨勢圖,一圖看清 HMW 聚集體的面積百分比變化過程(圖 3)。

圖 3. 在線液相監(jiān)測軟件中顯示的結(jié)果概覽。左上顯示高分子量(HMW)聚集體面積百分比趨勢圖
結(jié)果剖析
在線監(jiān)測的結(jié)果顯示了以下的趨勢:
mAb(主產(chǎn)物)的面積百分比(圖 4A)從 20.48 min 開始從純化系統(tǒng)中洗脫
HMW 聚集體在 28.41min 后被監(jiān)測到,單體和聚集體的比例分別為 99.892% 和 0.108%
實(shí)際峰面積的趨勢圖(圖 4B)顯示,單體的主要洗脫時(shí)間為 24.44min 至 72.40min
?在線液相色譜系統(tǒng)所生成的數(shù)據(jù)都可用于反饋循環(huán)。

圖 4. 趨勢圖 A 顯示所收集的餾分中 mAb 的面積百分比。趨勢圖 B 顯示所抽取的餾分中主峰的峰面積
結(jié)語
在治療性 mAb 下游工藝中增加的在線液相監(jiān)測手段,能夠及時(shí)提供純化過程的關(guān)鍵數(shù)據(jù),并實(shí)時(shí)反饋幫助決策,改善產(chǎn)品質(zhì)量并確保工藝可靠。
除此之外,在線液相(液質(zhì))監(jiān)測還可以擴(kuò)展至上下游工藝的多個(gè)節(jié)點(diǎn),支持不同監(jiān)測項(xiàng)目,并和其他在線手段結(jié)合,提高對工藝的理解和控制。
展 望
工業(yè) 4.0 的轉(zhuǎn)化和過渡正在國內(nèi)全面展開,作為其中的一個(gè)行業(yè)子集,生物制藥 4.0 也推進(jìn)了智能工廠的發(fā)展,制造流程的自動(dòng)化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型都離不開在線數(shù)據(jù)的支撐,在生物工藝流程中實(shí)施 PAT 工具(如在線液相色譜)是生物制藥 4.0 和未來自主運(yùn)行設(shè)施的關(guān)鍵推動(dòng)因素之一。

圖 5. 貫穿整個(gè)生物工藝工作流程的 LC&LCMS 監(jiān)測
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。