蛋白质纯化:色谱法在生物制药和可伸缩性
色谱法发挥着重要的作用在生物制药产品的净化。生物制药公司正在不断努力提高制造业和生产流程。教授乔治的法令领域内的专家,最近提出了一个谈论的挑战和机遇,改善树脂对生物制药的色谱处理在一个研讨会上的创新应用色谱净化和恢复生物分子的工具的生物工艺国际会议和展览2017年。
“当前生物制药的纯度要求继续有效需求和有效的色谱方法。“教授乔治•法令,化学工程部门,弗吉尼亚大学
“…压力将日益山来提高生产效率和降低成本,同时继续保证高产品质量和制造。”
我们有幸与乔治说,他为我们提供了一个非凡的洞察的当前状态,因素时要考虑“扩大”分离的过程,和一般的挑战和发展时将色谱技术应用于生物过程。更具体地说,他的团队正在探索如何优化色谱法的使用,作为一种工具为大规模的净化。
劳拉·梅森(LM):你能告诉我更多关于你最近的工作使用色谱树脂小说?
乔治的法令(GC):我们最近的工作重点在于从根本上理解色谱树脂的物理性质用于净化生物制药及相关surface-biomolecule交互。我们尤其感兴趣的高分辨率层析方法,可以用于更有效的大型生物分子的分离,包括抗体monomer-dimer分色,mAb收取变量分离,virus-like-particles的净化。
我们也专注于流程设计工具的开发,整合的力量大规模筛选与机械的建模技术,加速色谱作为一种工具的设计和优化过程越蛋白质纯化。
最后,我们都感兴趣的方法,可以用来研究中使用的色谱柱污染过程操作和清洁验证协议。在所有情况下,我们的目标是利用工程原则和工具加上先进的实验技术理性的描述和理解的过程。
LM:过程扩大是重要的生物制药公司,哪些因素需要考虑当“扩大”分离过程?
GC:色谱过程的可伸缩性取决于许多因素,但其中主要的机械强度、化学稳定性和色谱的惰性媒体关于产品的双分子的属性被净化。
可伸缩性的一个方面是能够预测基于小规模实验色谱性能。在我们的工作我们都关注polymer-grafted树脂和连通孔隙矩阵。前者往往有时绑定提供更大的容量和更快的动力学,我们发现后者往往更可预测,通常更适合平台流程。
LM:可以展开对蛋白质分离的影响,和生物制药公司现在什么挑战?
GC:蛋白质色谱表面展开众所周知,只要发生在疏水静止阶段,比如那些用在反相色谱(RPC)和疏水作用色谱(嗝)。
然而,最近发现,蛋白质展开也可以发生在离子交换色谱法以及多通道交互媒体。这一问题尤其严重时蛋白质展开结果列形成的总量,这已被证明发生各种单克隆抗体(mab)某些阳离子交换树脂。
聚合往往被视为一个关键质量属性,必须控制在严格限制。他们对列的形成是一个尤其令人担忧,因为它是受操作条件的影响,包括饲料负载组成、洗脱条件,和停留时间。
在我们的研究中我们用宏观和微观技术研究的发生演变和对列聚合。一个特别深刻的技术是hydrogen-deuterium交换质谱(HX-MS)加上蛋白水解分裂和高分辨率加压液相色谱(UPLC)。这项技术已经被证明可以提供重要的线索的性质对列展开和聚合形成和揭示生物分子的哪些部分进行构象变化与固定相之间相互作用的结果。
比较大量的阳离子交换(CEX)静止阶段,我们发现,聚合物接枝材料、树脂疏水骨架,以及树脂包含双峰分布的孔隙大小,包括大部分的小孔,往往会诱发马伯构象变化在绑定与亲水相比,连通孔隙树脂。在后者,高分辨率的阳离子交换树脂基于亲水连通孔隙基础矩阵,已经被证明可以减少发生演变现象。
LM:如何对生物制药采用小说,尤其重要的是先进的色谱技术?你觉得有任何特殊的工具或技术近年来尤为成功,或者你觉得将来有成功的希望吗?
GC:当前生物制药的纯度要求继续有效需求和有效的色谱方法。我希望更大的挑战将会随着需求的增加对生物制药产品比现有产品更异构。变异,构象上改变物种,改变姿势特别难分离的挑战需要树脂高分辨率分离的能力。因为这些大分子,扩散是缓慢和色谱效率被破坏在更高的流动相的流速。
设计较小的树脂珠大小、大毛孔和足够的机械强度,可用于提高色谱效率是至关重要的。此外,non-mAb生物制剂将需要新的选择性的配体,使之包含多个交互模式提高内在的亲和吸附剂选择性和模仿。
LM:考虑色谱的发展,你会怎么认为关键的进展是什么?
GC:关键的发展都与固定相材料和使用的过程来实现分离。有很多感兴趣的连续处理。连续色谱作为一个实际的发展关键单元操作是在线监测的发展,可以在界面上的鲁棒控制策略和系统,以确保产品质量。机械的理解生物分子表面的相互作用和过程建模也需要改善扩大和加强过程的理解。
LM:你认为的主要障碍色谱技术的发展及其应用在生物制药行业吗?
GC:因为,目前,货物的成本通常是生物制药的总成本的一小部分,重点更加鲁棒性比成本效益。这在长期是不可持续的生物制药更加普遍和压力将越来越多地挂载来提高生产效率和降低成本,同时继续保证高产品质量和可制造性。我期望我们将会看到在静止的阶段和过程改进是更便宜,更可靠的比现有的替代品。
