微流体应力装置解剪切和接口对抗体聚合的协同效应
Michael S Gerlt1, Eduard M Meier1, Fabian Dingfelder2
1Department of Chemistry and Applied Biosciences, Institute for Chemical and Bioengineering, ETH Zurich, Zurich, Switzerland.
Journal of pharmaceutical sciences
|May 27, 2024
概括
剪切应力和材料接口加速蛋白质聚合,影响治疗性蛋白质的生产. 一个新的微流体装置揭示了不钢接口产生的蛋白质颗粒比PMMA少,表面活性剂减轻聚合.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 蛋白质变性和聚合是生物制药制造业的关键挑战,特别是治疗性蛋白质和单克隆抗体.
- 由流动和剪切加剧的界面应力显著导致蛋白质不稳定.
- 了解流量,接口和蛋白质聚合之间的相互作用对于开发强大的制造工艺至关重要.
研究的目的:
- 研究剪切应力和材料接口对蛋白质聚合的协同效应.
- 开发一种微流体平台,用于在受控剪切条件下评估蛋白质稳定性.
- 评估不同材料 (PMMA和不钢) 和表面活性剂对蛋白质颗粒形成的影响.
主要方法:
- 开发一种微流体装置,使低体积蛋白溶液 (<320μL) 均切割应力.
- 使用聚甲酸 (PMMA) 和不钢制造设备,以比较材料效应.
- 在不同剪切速率,蛋白质度和非离子表面活性剂的存在下,蛋白质颗粒形成的量化.
主要成果:
- 在剪切应力下观察到微米大小范围的蛋白质颗粒形成.
- 与PMMA设备相比,不钢设备产生的蛋白质颗粒数量大约是PMMA设备的3.5倍,这表明接口介导的效果.
- 蛋白质聚合显示和与增加蛋白质度 (1-50毫克/毫升),加强固体-液体接口的作用.
- 非离子表面活性剂有效地阻止了蛋白质聚合,即使在高蛋白度和低表面活性剂水平 (0.05 mg/mL) 中.
结论:
- 剪切应力和固体液体接口协同促进蛋白质聚合.
- 材料的选择显著影响蛋白质颗粒的形成,不钢比PMMA更不容易诱导聚合.
- 非离子表面活性剂有效地防止剪切和接口诱导的蛋白质聚合.
- 开发的微流体装置为在生物制药开发和制造过程中评估抗体配方稳定性提供了一个有价值的小规模平台.
