MabSelect SuRe™:單克隆抗體捕獲步驟工藝開發(fā)的快速入門
在單克隆抗體純化中,為了獲得所需高質(zhì)量的抗體,一般使用兩步或三步層析步驟。通常,用于三步工藝的層析介質(zhì)為Protein A→陽離子交換→陰離子交換;用于兩步工藝的層析介質(zhì)為Protein A→Capto adhere(多模式離子交換)。所有的單克隆抗體(Mabs)都有一些相似的特性,所以可以使用同一個平臺方法純化。請注意,平臺并不意味著相同的工藝,它只是表示工藝的某些方面不需要從頭開始開發(fā),因為可以利用以前單克隆抗體工藝開發(fā)經(jīng)驗。
本次討論的目的是提出一種純化工藝,它可以用于哺乳動物細(xì)胞生產(chǎn)的大多數(shù)Mabs的純化工藝。這里我們介紹一種基于MabSelectTMSuRe層析介質(zhì)做工藝開發(fā)的一般起始建議(未優(yōu)化)。
MabSelectTMSuRe 是一種Protein A層析介質(zhì),耐受苛刻和具有成本效益的CIP程序,即0.1-0.5 M NaOH。
用于工藝開發(fā)的推薦途徑是使用高通量工藝開發(fā)(HTPD)--使用PreDictor™96孔板可以在短時間內(nèi)評估大量的層析參數(shù)(參考文獻(xiàn)1)。然后最佳工藝參數(shù)被放大,即HTPD→實驗室規(guī)!性囓囬g→生產(chǎn)。這種方法提供了大量的對于Quality by Design (QbD)方法尤其有用的數(shù)據(jù)。甚至當(dāng)使用HTPD時,下一個表格中的一些信息可以作為起點使用。
系統(tǒng) |
控制 |
層析介質(zhì) |
層析柱 |
床高度(cm) |
CV(ml) |
ÄKTA™ avant 25或150 |
UNICORN™ 6 |
MabSelect SuRe |
Tricorn™ 10/200 |
20 |
15.71* |
用于MabSelect SuRe捕獲步驟的層析方法
步驟 |
體積或時間 |
緩沖液組成 |
保留時間,分鐘(線性流速,cm/hr) |
0.僅在保存后-平衡 |
3 CV |
20 mM 磷酸鈉, 0.15M NaCl, pH 7.4 |
7.5 (160 cm/hr) |
1.平衡 |
0.25 CV |
20 mM 磷酸鈉, 0.15M NaCl, pH 7.4 |
3.4 (350 cm/hr) |
2.上樣 |
5%穿透時80%的動態(tài)載量 |
按需要 |
2.4-4.8 (500-250 cm/hr)
長保留時間 → 高結(jié)合容量 |
3.清洗 |
3 CV |
20 mM 磷酸鈉, 0.15M NaCl, pH 7.4 |
2.4-4.8 (500-250 cm/hr) |
4.中間清洗 |
2 CV |
25 mM 磷酸鈉, 0.5M NaCl, pH 7.0,
(5%異丙醇, 可選) |
3.4 (350 cm/hr) |
5.清晰 |
3 CV |
20 mM 磷酸鈉, 0.15M NaCl, pH 7.4 |
3.4 (350 cm/hr) |
6.洗脫 |
經(jīng)過紫外檢測器控制或在預(yù)先測定的體積處 |
0.1 M 乙酸, pH 2.9** |
3.4 (350 cm/hr) |
7.CIP |
2 CV=15min |
0.1M NaOH |
7.5 (160cm/hr) |
8.再平衡 |
3 CV |
20 mM 磷酸鈉, 0.15 M NaCl, pH 7.4 |
3.4 (350 cm/hr) |
9.僅在最后一輪運行后-保存 |
4 CV |
20% 乙醇 |
7.5 (160 cm/hr) |
注釋:除了上樣步驟外,對于其他步驟可以把流速提高至500 cm/hr;
大約總的循環(huán)時間*** ~ 17CV x 2.4 min/CV + 11CV x 3.4min/CV + 2 CV x 7.5 min/CV ~ 95min ~ 1.6小時。即使你做兩次,總時間大約為3.2小時。沒有生產(chǎn)中的限速步驟。
基本的簡化工藝開發(fā)
上樣準(zhǔn)備-樣品在上樣到MabSelect SuRe層析柱前必須經(jīng)過過濾。至少必須使用無菌過濾器;另外,在無菌過濾前可以使用吸附深度過濾器。在細(xì)胞培養(yǎng)物收獲后,應(yīng)該盡快完成運行。在細(xì)胞培養(yǎng)物運行前需要被保存的情況,應(yīng)該經(jīng)過無菌過濾并保存在4℃,或者冷凍保存(如可能)。
Run #0–空白運行-為了去除非共價固定的配基,應(yīng)該在新的MabSelect SuRe層析介質(zhì)上第一輪運行前進(jìn)行空白運行,從而減少層析期間的配基泄露。上面列出的層析方法的所有階段應(yīng)使用兩種變化-首先,在上樣階段應(yīng)使用平衡緩沖液(即不含蛋白質(zhì)),其次,空白運行的洗脫階段應(yīng)被設(shè)置為3個柱體積,且不受監(jiān)測功能的控制。
Run #1 –上樣條件-下一個實驗應(yīng)該運行以確定MabSelect SuRe層析柱在2.4-4.8分鐘保留時間內(nèi)對你的Mab的動態(tài)結(jié)合載量(DBC)。按照上述程序并使層析柱過載達(dá)到50 g/L,收集穿透組份,然后測定穿透組份中的Mab濃度,并計算5%穿透。
Run #2–設(shè)置上樣條件到5%穿透時80%動態(tài)載量,然后遵循上述所有步驟。如果這輪運行產(chǎn)生可接受的純度、質(zhì)量和產(chǎn)量水平,可以鎖定這里所使用的工藝。
分析-在調(diào)節(jié)到下一步的上樣條件和通過無菌過濾器過濾后,分析Protein A步驟樣品的純度和質(zhì)量。此外,在2或3步基于平臺工藝的層析步驟后,必須分析純度和質(zhì)量。如果上述導(dǎo)致洗脫組份中的低產(chǎn)量或高宿主細(xì)胞蛋白殘留(HCP),則須優(yōu)化清洗和洗脫條件完成進(jìn)一步的工藝開發(fā)。
清洗條件-GE Healthcare已經(jīng)完成了各種清洗條件的探索研究。為了了解更多關(guān)于這些研究的信息,請向您當(dāng)?shù)谿E Healthcare公司的代表索取《討論對于Protein A的中間清洗步驟》的科學(xué)海報(參考文獻(xiàn)3)。
洗脫條件-可以考慮各種洗脫條件,例如檸檬酸緩沖液(10-100 mM)或甘氨酸。當(dāng)優(yōu)化洗脫條件用于更好的雜質(zhì)清除時,確定抗體有效解吸的最高pH,然而,這可能會增加洗脫組份體積。另外,設(shè)計洗脫條件以匹配用于病毒滅活所需要的pH,如下面所討論。
步驟持續(xù)時間-這里提到的所有的步驟持續(xù)時間只是象征性的,如果特定步驟中層析圖和收集指示時間,可以縮短實際步驟的持續(xù)時間。
病毒滅活-洗脫組份中的pH應(yīng)保持在3.6或更低至少持續(xù)30分鐘,用于適當(dāng)?shù)牟《緶缁睢H绻疵摻M份具有更高的pH,需要通過添加酸滴定或通過對洗脫緩沖液體積的進(jìn)一步優(yōu)化降低pH。然后通過加入0.1 M NaOH調(diào)節(jié)pH,pH必須馬上被調(diào)整到最匹配下一步上樣條件。(例如對于陽離子交換為pH 5-6或?qū)τ贑apto adhere為pH 6-8)。在洗脫期間可能會發(fā)生沉淀,且一般發(fā)生在pH滴定后低pH病毒滅活期間。有可能沉淀包含脂類和微量Mab、HCP和Protein A。這種沉淀物可以使用無菌過濾器去除-必須選擇正確的過濾膜的孔徑-盡管生產(chǎn)中通常使用的過濾膜孔徑對于這一步已經(jīng)足夠大。
結(jié)論
推薦的工藝開發(fā)途徑是采用HTPD和分析多個條件。本文件中提供的信息是基于以前的經(jīng)驗,并可以作為步驟開發(fā)的起點。為了獲得步驟或工藝開發(fā)的進(jìn)一步幫助,請聯(lián)系您當(dāng)?shù)氐腉E Healthcare銷售代表或GE Healthcare的Fast Trak部門。
注釋:
*應(yīng)使用正確裝柱方法-詳情見參考文獻(xiàn)2(壓縮系數(shù)1.15);
** 0.1 M醋酸將有大約2.9的pH,不具有緩沖能力。洗脫組份的結(jié)果pH將取決于洗脫組份體積和之前的洗滌緩沖液的緩沖能力。在大多數(shù)情況下,洗脫組份pH將在3.5-4.0之間;
***對于循環(huán)時間:假設(shè)物料濃度為2.5g/L,上樣載量為35g/L。保存時間和保存后的平衡時間不計(~53分鐘)。
參考文獻(xiàn)