微型列,巨大的见解:净化自动化的变革潜力

当涉及到生物制药生产、过程定义了产品。然而,优化生物处理是一个非常复杂和具有挑战性的任务。

培养的细胞,例如,通常用于创建大量的生物制药产品,敏感变量与生物反应器过程有关。下游杂质必须从细胞培养上清液中删除,同时保持蛋白质的产量或病毒载体。此外,这些细胞混合物包含所需的生物制药通常是高度复杂和异构,需要多个分离步骤。让事情更加复杂的是,连接生成的各种数据格式和数据源从这些流程和派生自己的见解从他们是野兽。

等流程优化蛋白质纯化效果至关重要,生物制药产品的安全和成功,他们通常效率低下和艰巨的,从而导致了广泛的药物开发时间,已成为行业内的归一化。

幸运的是,有光在隧道的尽头——一个新颖的组合小型的净化技术、自动化和软件提供了一个机会,大大缩短了反思的药物或疫苗开发时间表如何精炼净化过程。

小型净化使迭代过程更便宜、更快和更灵活

上升的投资蛋白质工程和慢病毒载体净化、具有成本效益的小型净化列已越来越多地采用生物制药行业在过去的十年。微型柱能力介于50到600µL之间,这样可以减少所需的样本数量和,反过来,消费昂贵的材料来源。因此,更多的实验可以以更低的成本。

小型化也使并行化,提供更大的灵活性和缩短开发时间。多个参数可以调整,从而扩大试验设计空间。这些不同的参数对蛋白质纯度的影响可以确定来得比用传统方法可能。

Synthace资深自动化工程师Arne Vandenbroucke博士强调进一步小型化的好处:

“你可以接近上游工序工作,特别是这一过程也缩小。你可以建立一个连接你的微型生物反应器系统小型化净化系统,使流程优化相结合。”

这整体的过程开发方法一直探索来跟踪上游和下游加工之间的依赖性是一个戏剧性的对比过去的孤立的方法。上游加工、下游加工和下游分析通常被认为有点分别,使端到端流程优化一个非常缓慢的过程。

识别和消除技术壁垒自动化和微型化

尽管自动化液体处理技术的进步和小型净化列的可用性,自动化的技术障碍意味着这种简化的方法,到目前为止,没有得到充分利用。

许多科学家在生物技术和制药公司将熟悉的一个自动化液体处理程序分配一个缓冲区通过其钢建议到小型净化列,他们也将熟悉的困难在于编辑脚本用于程序这些机器人。支持“向导”可以帮助创建脚本;然而,这些艾滋病有其局限性。

非常不寻常的一个生物学家手动编辑脚本,这需要他们逐行读取脚本应该调整和确定参数。使用这种方法,很难确认最终脚本的可行性以及是否携带液体的正确指令处理程序。由于这个有限的灵活性在实验设计中,只有少量的参数通常研究,减缓生物过程和极限分析的设计空间。

另一个主要的挑战在于跟踪实验背景,过程的一个重要和强制性的方面发展。传统的自动化软件有可怜的追溯功能,不方便收集和管理大量的生物学家与每个实验相关联的元数据,如日期、时间、用户、机器人配置,日志和方法文件和历史的树脂和试剂。

元数据收集归档的目的不仅是重要的,它还可以提供重要的见解净化结果的上下文,并帮助提供一个解释为什么或怎样一个事件或模式出现了。然而,等整理和检索大量的信息一直都是一个艰苦或接近不可能完成的任务,这个元数据常常被忽视。

软件控制生物处理设备通常预计编程经验,根据Vandenbroucke博士,执行净化与这样的工具可以是一个生物学家的负担没有时间学习计算机编程。有明显的差距当前硬件和净化技术和终端用户能够利用所有小型化的潜在好处。

灵活的编程平台需要重新定义生物过程优化

正确的软件支持,生物学家可以自由轻松地为生物过程优化设计和跟踪纯化实验。强大的软件功能,对可用性应该考虑一个基线包括:

• 基于云计算的基础设施独立于操作系统的
• 一个直观的可视化界面为生物学家和过程工程师
• 没有复杂的脚本的灵活性,使复杂的实验
• 与液体的集成处理机器人,让最终用户精细控制的参数
• 模拟功能,使实验预览
• 自动收集和结构化的数据
• 简单的数据出口流程

5现代云生物工艺基础设施的好处

上面的软件功能使小型化利用有效地净化和自动化,允许生物实验新方法。在这里,我们深入研究现代云生物工艺的五大好处的软件。

1。云中的迭代过程设计从舒适的办公桌上,在实验室

在网上 模拟让生物学家评估一个实验的可行性和重复试验设计在执行这些在他们的实验室。使用这种方法,可以检查特定的参数(例如,洗脱缓冲液的流量),与订单的操作,和所需的时间和资源。生物学家也会欣赏能够独立进行仿真和实验,不需要依赖一个自动化工程师。

能够设计、计划和优化实验在网上在当前形势下是非常有益的,实验室访问是有限的,由于远程工作策略。科学家可以在家里准备协议和与同事分享工作现场通过云,从而维护团队的工作效率,避免停滞的项目。

2。处理一个用户友好的界面

“作为人类,我们发现更容易比阅读过程可视化表示一个脚本逐行”,Vandenbroucke博士说。

现代自动化软件平台功能与视觉表示直观的界面,方便指导液体处理程序和出口数据。

3所示。带回随机化和标准化技术

生物过程优化的整个阶段,有很多系统的或偶然的错误发生的机会。正确的软件和自动化的策略,这些错误是可以避免的。

例如,生物学家可以实践的非随机的习惯来帮助使他们的数据。例如,实验控制可能总是被放置在相同的位置在盘子里,它可以隐藏等系统误差边缘效应。相比之下,随机化可以很容易实现当一切都跟踪和一致的软件和自动化支持。

自动化液体处理程序还允许更标准化的移液技术相比,人类的运营商,而数据对齐时更容易出错的手动移动一个Excel的数据的过程 ® 电子表格。

4所示。轻松自在地管理数据与彻底的可追溯性

没有一个自动化的方法,生物工艺数据的管理是一个巨大的和繁琐的任务。数据必须收集,存储,检索和分析 - - - - - - 所有这些可能需要多年。

现代云平台包含许多有用的功能,帮助科学家们克服这些挑战,促进数据处理要容易得多。例如,数据自动分析装置与液体样品处理步骤和实验输入,所以生物学家很容易识别的因素产生的最佳收益率纯化蛋白质的兴趣。

理想的平台可以简化流程收集和存储的元数据,使简单的访问在任何时间。和大量的数据收集在一个生物工艺项目,可追溯性是一个关键的挑战,正在克服通过自动化数据和元数据的集合。

5。优化你的生物过程和更高的效率

自动化小型净化是一个强大的高吞吐量方面的过程发展 (HTPD),当由软件设计来支持这样的实验。潜在的巨大节省的时间,当所有上面讨论的效率提升。

小型化使得更多的变量来研究,结合自动化和正确的软件可以更快:

• 反馈(得益于快速robocolumn-based工作流和交互式pseudo-chromatograms提供立即的净化结果)
• 迭代的生物过程(通过仿真进一步加速功能)
• 数据提取和解释。

与传统的系统相比,基于云计算平台和现代软件包可以更新而不中断用户的工作流。

软件设计是利用自动化微型净化的力量的关键,创造更好的疗法

到目前为止,进展小型净化和自动化功能未得到充分利用,很大程度上是由于技术障碍和不便了可用的软件包。然而,生命科学家可以振作起来,工程师和科学家正在积极合作开发软件克服了这些障碍,帮助生物学家在漫漫长路的每一步。

平台像SynthaceAntha将使科学家能够执行更复杂的、可靠的和时间实验色谱柱,实现他们的潜能提高biotherapeutics净化过程开发。

这将反过来转化为更好的biotherapeutics和更高的收益率,缩短开发时间。希望这些改善,挽救生命的治疗将进入扩大生产更快,成为病人更快的访问。

特别感谢Arne Vandenbroucke博士,资深自动化工程师Synthace,为本文提供了见解。