生物处理使用质谱分析技术

质谱学对开发和制造现代生物医学产品至关重要最近批准生物许可应用量增加。一二二

MS提供的宝贵数据帮助转向过程分析技术与设计质量由制药业和管理机构驱动3

传统MS提高流程安全性、经济性和效率的潜力,但由于成本、规模和复杂性等因素,生物学制造中实时过程监控方法的使用仅限于集中分析实验室

文章讨论使用micsaic元数据监控PAT系统由Microsaic 4500MiD组成®紧凑质量分光计加水分交互色谱工作流

上层生物处理工作流程自动运行系统与 CogentDatahub和Seg-Flow自动化采样系统(Flownacics)和PharmaMV软件(感知工程)合并

这使得能持续监控大10里上层细胞文化中的代谢物和甘蔗控制接近实时高频

方法论

微量流电离子化源MS和HILIC色谱工作流

MS检测器本工作流使用为Microsec4500MiD®微小化点需求MS配对芯片单四轮

微信四千五百MiD®系统为55x35x25cm,所有吸管泵和控件PC都装在一个单元中微信MiDasTM操作HILIC工作流和样本交付

修改MiDasTM中包括2位10港切换阀门、陶瓷泵头实现生物兼容性并加柱炉修改后MiDasTM从Seg-Flow自动化采样系统采集样本并控制异族HILIC分离

自二4500MID®MS和MiDasTM紧凑性系统可按需要点使用轮椅,邻近生物反应器自动机安装器,方便近实时监控

微信Metbolite监控PAT系统实验配置-自标程序由Seg-Flow自标器和样本-Med300组成,从预定义时间段10L生物反应器采样并交付这些滤取细胞培养样本到装有陶瓷泵头的MiDasTM上1mL注入循环样本使用HILIC色谱分离后按需要点分析4500MiDQQ

图1微信Metbolite监控PAT系统实验配置-自标程序由Seg-Flow自标器和样本-Med300组成,从预定义时间段10L生物反应器采样并交付这些滤取细胞培养样本到装有陶瓷泵头的MiDasTM上1mL注入循环样本使用HILIC色谱分离后按需要点分析4500MiD®.图像感想微信系统plc

微信软件 Masca®用于控制Microsaic元数据监控PAT系统

工作流编程与开放平台通信服务器不同系统状态通信,并接收OPC服务器触发器时自动执行任务任务包括系统启动、循环清理和列均衡

伴之以花样模型300, 花样Seg-Flow4800自采器从生物反应器中定期采样细胞介质自动采样器过滤样本后将这些样本交付修改MicrosaicMiDasTM图1显示

过滤样本直接传送到修改MiDas上1ml样本循环TM.切换代谢物时,样本注入HILIC列内后,Need4500MIDQMS检测分析

控制通信程序使用OPC服务器启动远程操作协议命令

分析生物反应器细胞薄样本前,使用矩阵匹配标准样本进行了10点标定使用MicrosaicMetbolite监控PAT系统定期监控并量化

富集度自动由 Masca®使用目的设计算法自动分析代谢富集计算浓度直接输出数据到PharmaMV软件

反HER2IgG1表达CHO细胞在进程创新中心10LBiostatB-DCU生物反应器中使用和培育

温度、pH、扰动和溶解氧均按常值控制,而生物反应器中的甘糖水平则使用MicrosecMetbolite监控PAT系统监控

PharmaMV软件使用结果控制葡萄浓度预定义目标4000 mg/L

更多代谢物如氨基酸分离列并用4500MiD研究®MS,但这些代谢物没有量化

结果

使用MicrosecMetbolite监控PAT系统使四种代谢物的浓度从一次注入中同时监控减少了每次分析所需的样本量和分析时间

并用量级差测量代谢物,如谷胺和葡萄糖,是可能的,因为Need4500MiD大动态范围(3-4级)®MS系统

这使过滤细胞汤样本直接注入系统而无需进一步稀释步骤,如图2所示

典型染色图显示同时代换物剖面

图2典型染色图显示同时代换物剖面图像感想微信系统plc

从OPC服务器接收68个触发器后,MicrosecMetbolite监控PAT系统在细胞文化期间100%启动成功率

实验期间测试并验证系统处理错误能力这是真正自动化PAT系统的重要特征 人文输入最小常量监测生物反应器内代谢物对优化细胞条件至关重要

测试全过程固定间隔获取测量结果,图3显示代谢浓缩剖面图

采样频率上升得到自动化的促进,使代谢物浓度变化得到更详细的监测

采样频率的增加还能够更频繁地用葡萄糖喂养,从而抑制葡萄糖离目标值4000mg/l偏差过远提高甘蔗浓度控制并保持生物临界质量属性一致性

metbolite浓度剖面测试MicrosaicMetbolite监控PAT系统时甘蔗进料干预显示为箭头

图3metbolite浓度剖面测试MicrosaicMetbolite监控PAT系统时甘蔗进料干预显示为箭头图像感想微信系统plc

结论

文章讨论使用4500Mi®廉价紧凑MS和HILIC工作流自动化监控上游生物处理代谢物

紧凑性micsaic元数据监控PAT系统允许按需点对中央实验室外进行测量,使近实时监控成为可能

成功演示PAT工具详解后,运行成本可能比目前使用光度分析低

本条详细描述的方法还有可能与工作流并用,以监测生物产品CQAs和细胞培养代谢物

参考并深入阅读

  1. 反射评价FDA生物许可应用美联储苏维埃质谱2017,28,786-794
  2. 生物相似性、生物优异性 和下一代反体特征切姆84,4637-4646
  3. PAT-创新药研发框架制造质量保证食品药管局,2004年9月

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