Peptid-Screenings und Bioassays erfordern präzises Liquid Handling im Niedrigvolumenbereich, eine konsistente Vorbereitung der seriellen Verdünnung sowie eine synchronisierte Zugabe von Reagenzien in zeitkritischen Assays für gleichbleibend genaue Ergebnisse. Rainin bietet eine Reihe von Pipetten und halbautomatischen Liquid Handling-Geräten an, um den Anforderungen einer Vielzahl von Arbeitsabläufen gerecht zu werden. Um die Integrität und Zuverlässigkeit von Daten sicherzustellen, werden Rainin BioClean Ultra Pipettenspitzen streng auf selbst geringste Mengen biologischer Verunreinigungen geprüft, um eine unverfälschte und verlässliche Datengrundlage zu gewährleisten. Zusätzlich optimiert die PipetteX-Software das Management von Pipettenbeständen sowie die regelmäßige, dokumentierte Service/Kalibrierung. Die ISO/IEC 17025-zertifizierte Kompetenz sowie die Konformität mit den Anforderungen der ISO 8655 gewährleisten ein zuverlässiges Liquid Handling und sorgen dafür, dass Prozesse jederzeit auditbereit sind.

Die Wahl von Harz und Linker-Chemie setzt grundlegende Rahmenbedingungen für die Peptidsynthese, die die Abspaltungsbedingungen, die Zugänglichkeit von Reagenzien und die Bildung von Verunreinigungen über mehrere SPPS-Zyklen hinweg beeinflussen. Eine falsch ausgerichtete Auswahl von Harz oder Linker kann zu unvollständigen Kupplungen, Deletionssequenzen und einer Variabilität führen, die eher vom Verhalten des Trägers als von der Peptidchemie dominiert wird, was die Interpretation erschwert und kostspielige Nacharbeiten verursacht. Der Restwassergehalt beeinflusst kritisch das Quellen des Harzes, welches die Diffusion des Reagenz und die Kopplungseffizienz steuert. 

METTLER TOLEDO-Lösungen in Form von KF-Titratoren und Feuchtebestimmern unterstützen die optimale Leistung von Harz-/Lösungsmittelsystemen, indem sie genaue Feuchteresultate liefern. Partikelgrößenanalysatoren gewährleisten die Harzgleichmäßigkeit und überwachen das Harzquellen. Automatisierte Laborreaktoren ermöglichen in Kombination mit der In-situ-Reaktionsüberwachung mittels ReactIR den Vergleich potenzieller Harze/Linker und repräsentativer Peptidsequenzen. So lassen sich die Linkerbedingungen im Rahmen strukturierter Screening-Studien standardisieren.

Die Kupplungschemie ist ein entscheidender Schritt in der Peptidsynthese. Kleine Variationen bei Aktivierungsbedingungen, Basenäquivalenten, Feuchtigkeit, pH-Wert, Temperatur und Kontaktzeit können die Umwandlungsraten und die Bildung von Verunreinigungen über die Zyklen hinweg erheblich beeinflussen. Entschützung und Abspaltungsstrategien spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der chemischen Verträglichkeit, Sicherheit, Verunreinigungsprofile und der Komplexität der nachgeschalteten Aufbereitung.

METTLER TOLEDO unterstützt optimierte Kopplungs- und Spaltungsstrategien mit XPR Automatischen Waagen für die präzise Einwaage von Reagenzien sowie die exakte Vorbereitung von Reaktions- und Spaltungsmischungen. RX-10 und EasyMax Reaktorsysteme bieten eine präzise Reaktionskontrolle und Überwachung. ReactIR ermöglicht die Echtzeit-Reaktionsanalyse, während NineFocus und Inline- pH-Messgeräte eine genaue pH-Messung und -Kontrolle sicherstellen. Rainin Vero Pipetten unterstützen eine konsistente Zugabe von kleinen Reagenzmengen, und UV5Nano Spektralphotometer liefern eine zuverlässige Quantifizierung der Rohpeptidkonzentration.

Zusätzlich verbessern Laborautomatisierungslösungen den Durchsatz, die Konsistenz und die Effizienz bei sich wiederholenden Dosier- und Probenvorbereitungsaufgaben und helfen Teams, robuste, skalierbare Peptidsynthese-Workflows zu erreichen.

Bei der Produktion rekombinanter Peptide ist die Zelllinienentwicklung ein mehrstufiger Prozess, der lebende Zellen in biologische Fabriken verwandelt, um das gewünschte Protein herzustellen. Der Prozess umfasst typischerweise die Auswahl einer geeigneten Wirtszelle wie Bakterien-, Hefen-, Säugetier-, Pflanzen- oder Insektenzellen. Anschließend wird das Gen, das das Zielpeptid codiert, in die Zellen eingeführt, und es werden Zellen ausgesiebt, die das Peptid in hohen Mengen exprimieren. Die ausgewählte Zelllinie wird anschließend kultiviert und für die Herstellung hochskaliert. Dieser Ansatz gewährleistet eine konsistente, hochwertige Produktion von Peptiden für therapeutische oder Forschungszwecke.

Rainin Mehrkanalpipetten, kombiniert mit dem halbautomatischen Rainin MicroPro Liquid Handling System und BioClean Ultra Spitzen, optimieren das Screening mit hohem Durchsatz, indem sie die Effizienz steigern und den manuellen Aufwand reduzieren. CytoDirect beschleunigt Arbeitsabläufe weiter durch schnelle, zuverlässige Zellzählung und Lebensfähigkeitsanalyse, minimiert die Variabilität des Bedieners und verbessert die Reproduzierbarkeit.

Die Laborwaagen von Mettler-Toledo International Inc. gewährleisten ein präzises Wägen von Medien und Reagenzien, während pH-Messgeräte eine genaue Anpassung der Medien- und Pufferbedingungen ermöglichen. Ergänzend zu diesen Funktionen unterstützen UV/Vis-Spektralphotometer die Überwachung des Kulturwachstums, die Proteinquantifizierung mittels BCA-, Lowry- und Bradford-Assays sowie die Reinheitsbewertung durch A280-Absorptionsmessungen.

Die Optimierung der Wachstumsumgebung der rekombinanten Wirtszellen ist entscheidend, um die Peptidexpression und den Ertrag zu maximieren. Dies erfordert eine Feinabstimmung von Parametern wie Temperatur, pH-Wert, gelöstem Sauerstoff, Rührgeschwindigkeit, Nährstoffzufuhrraten und Induktionszeitpunkt während der rekombinanten Peptidsynthese. Eine sorgfältige Kontrolle dieser Bedingungen gewährleistet gesundes Zellwachstum, reduziert Stress und Proteolyse und verbessert die Faltung sowie Stabilität des exprimierten Peptids. Prozessanalytische Lösungen von METTLER TOLEDO, einschließlich Inline-Sensoren für pH, gelösten Sauerstoff und gelöstes CO2, bieten eine kontinuierliche, Echtzeitüberwachung kritischer Prozessparameter in der Peptidherstellung. Dies ermöglicht eine präzise Steuerung, maximiert Ausbeute und Produktivität, gewährleistet eine gleichbleibende Produktqualität, reduziert die Variabilität beim Chargieren, minimiert das Risiko von Chargenverlusten und optimiert die Betriebseffizienz.

Manuelle Transkription von Probe-IDs, Methodenparametern und Ergebnissen erhöht Fehler, Auditrisiken und verlangsamt die Überprüfung, insbesondere wenn das Probenvolumen wächst und Arbeitsabläufe zeitkritischer werden. Digitale Erfassung und kontrollierte Datenverarbeitung helfen, vermeidbare Abweichungen zu reduzieren und die Überprüfung sowie Auditvorbereitung in regulierten Umgebungen effizienter zu gestalten.

METTLER TOLEDO ermöglicht eine optimierte, konformitätsbereite Dokumentation mit seinem Lab-Software-Portfolio, einschließlich LabX. Diese Lösungen verbinden sich mit Instrumenten wie Waagen, UV/Vis-Spektralphotometern, pH-Messgeräten und anderen Geräten auf dem Labortisch, um IDs, Methoden und Ergebnisse automatisch in elektronische Aufzeichnungen zu übertragen, wodurch Transkriptionsschritte reduziert und die Rückverfolgbarkeit verbessert werden. Funktionen wie Audit Trails und Benutzerverwaltung unterstützen die Arbeit in regulierten Laboren und helfen Teams, die Dokumentation konsistent und prüfungsbereit zu halten.

QK-Labore benötigen oft mehrere Parameter, um eine abschliessende Beurteilung zu treffen, und aufeinanderfolgende Messschritte können Zeit, Übergaben und Bedienerabhängigkeit hinzufügen. Eine einheitliche standardisierte Methode hilft Teams, die Konsistenz zu verbessern, manuelle Schritte zu reduzieren und die Überprüfung zu vereinfachen, wenn Ergebnisse über die Zeit verfolgt oder untersucht werden.

METTLER TOLEDO ermöglicht standardisierte Multiparameter-QC-Prüfungen in einem Workflow mit modularen Multiparameter-Systemen, die entwickelt wurden, um mehrere Parameter mit einer Methode zu messen. Automatisierungsoptionen wie ein Autosampler und die Barcode-Identifikation reduzieren, wo konfiguriert, die Schritte der Probennahme, Messung und Reinigung. LabX verwaltet Methoden und Ergebnisse zentral, konsolidiert Messungen und zugehörige Metadaten an einem Ort, um Datenintegrität und Prüfbereitschaft in regulierten Umgebungen zu unterstützen.

Die Skalierung der Herstellung von Biomolekülen erfordert präzises, GMP-gesteuertes Wägen, um Prozesskonsistenz, Ausbeute und Compliance sicherzustellen, wenn die Produktion von Gramm zu Kilogramm und darüber hinaus wächst. 

• Good Weighing Practice (GWP) bietet einen strukturierten Rahmen für Gerätequalifizierung, Kalibrierung und Wartung und sorgt für gleichbleibende Genauigkeit und Rückverfolgbarkeit bei allen Waagen. Die Implementierung von GWP reduziert Wägefeler, unterstützt die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und stärkt die Prozesskontrolle sowie die Ertragsabstimmung, wodurch Vertrauen und Kontrolle während des Scale-Ups verbessert werden. 

• Flexible Lösungen ermöglichen eine skalierbare, modulare Produktion mit vollständiger Rückverfolgbarkeit. 

• Integrierte digitale Systeme verbessern die Datenübersicht und die vorausschauende Wartung, minimieren Stillstandszeiten und unterstützen ein robustes, konformes Scale-Up von der Entwicklung bis zur kommerziellen Herstellung.
  

Während die heutigen GLP‑1-Medikamente hauptsächlich als injizierbare Therapien erhältlich sind, deuten Branchentrends darauf hin, dass festere Darreichungsformen wie Tabletten in Aussicht stehen, bei denen Produktinspektionslösungen eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung von Qualität und Prozesszuverlässigkeit spielen werden. In der Herstellung fester Arzneiformen stellen Kontrollwaagen die korrekte Tablettenanzahl und ein konstantes Verpackungsgewicht sicher, während Röntgeninspektionssysteme fehlende oder beschädigte Tabletten erkennen und die Vollständigkeit der Verpackung überprüfen. Metalldetektionssysteme bieten eine entscheidende Kontrolle gegen Kontaminationen, indem sie Metallfremdkörper erkennen, die während der Verarbeitung eingebracht wurden. Die visuelle Inspektion verbessert die Qualitätssicherung zusätzlich, indem sie die Etikettenplatzierung, Druckgenauigkeit und korrekte Produktidentifikation auf jeder Verpackung überprüft. Diese Technologien bieten zusammen eine umfassende Inspektionsabdeckung über pharmazeutische Fertigungslinien hinweg und helfen sicherzustellen, dass GLP‑1-Medikamente in all ihren Formen definierte Qualitäts- und Konformitätsstandards erfüllen.

METTLER TOLEDO unterstützt diese Inspektionsstrategie mit einem breiten Produktinspektionsportfolio für die Pharmaindustrie, einschließlich Kontrollwägen, Röntgeninspektion, Metallerkennung und visueller Inspektionssysteme.

Die Festphasen-Peptidsynthese (SPPS) ist nach wie vor der Goldstandard für die Herstellung von kurzen bis mittellangen Peptiden, einschliesslich therapeutischer Wirkstoffe wie GLP-1-Analoga oder Calcitonin. SPPS-Arbeitsabläufe können jedoch komplex sein und Folgendes beinhalten:

• Präzise Zugabe geschützter Aminosäuren.

• Effiziente Entfernung von Schutzgruppen.

• Lösungsmittelmanagement und Reaktionskontrolle.
  

In-situ FTIR- und Raman-Spektroskopie-Tools von METTLER TOLEDO bieten Echtzeit-Einblick in jeden Syntheseschritt. So können Wissenschaftler Entkopplungs- und Kopplungsreaktionen überwachen, unvollständige Reaktionen frühzeitig erkennen und den übermässigen Einsatz teurer Reagenzien reduzieren.

Die präzise Steuerung von Temperatur, Rühren und Reagenzzugabe über verschiedene Syntheseschritte hinweg mit automatisierten Reaktoren wie EasyMax™ und OptiMax™ hilft, die Reaktionsbedingungen zu optimieren. Diese Reaktoren ermöglichen die Entwicklung eines sicheren Scale-Ups von Milligramm zu Kilogramm und die Erreichung der hohen Reproduzierbarkeit, die für den Technologietransfer erforderlich ist.

Die Kontrolle des pH-Werts ist entscheidend für die Spaltung und Aufreinigung von Peptiden. METTLER TOLEDO bietet Sensoren der InPro-Serie an, die speziell für den Einsatz in aggressiven Lösungsmitteln entwickelt wurden und sowohl Robustheit als auch regulatorische Konformität bei sauren Abspaltungs- oder basischen Waschschritten gewährleisten.

UV/Vis-Spektrophotometrie dient der Überwachung der Peptidreinheit, der Verfolgung der Ausbeute während der verschiedenen Aufreinigungsschritte sowie der Kontrolle von Reaktionsschritten, beispielsweise der vollständigen Fmoc-Entschützung. METTLER TOLEDO UV/VIS Excellence Spektralphotometer mit nahtloser Integration in die LabX-Software liefern zuverlässige und genaue Ergebnisse.

Nach der Synthese oder Expression durchlaufen Peptide mehrere Reinigungs- und Rezepturschritte, bevor sie ihre endgültige Arzneimittelform erreichen. Umkehrphasen-HPLC, Ultrafiltration und Gefriertrocknung sind gängige Techniken zur Erzielung der für therapeutische Zwecke erforderlichen Reinheit und Stabilität.

In dieser Phase ist die korrekte Vorbereitung von Puffern, Lösungsmitteln und Hilfsstoffen entscheidend. Inkonsistente Konzentrationen oder pH-Wert-Abweichungen können die Ausbeute verringern oder die Produktstabilität beeinträchtigen. Ob bei der Vorbereitung durch Ultrafiltration, beim Mischen der Endrezeptur oder bei der Optimierung der Gefriertrocknung – Präzision und Reproduzierbarkeit sind nicht verhandelbar.

Die Normalflussfiltration und die Tangentialflussfiltration spielen eine entscheidende Rolle in der nachgeschalteten Bioprozessierung. Die Normalflussfiltration wird hauptsächlich zur Herstellung großer Volumina von Pufferlösungen verwendet, während die Tangentialflussfiltration vor allem bei Klärschritten zum Einsatz kommt. Die Inline-Überwachung von pH-Wert, Leitfähigkeit, Temperatur und UV-Absorption ermöglicht eine Echtzeitsteuerung des Bioprozesses und gewährleistet optimale Bedingungen, die Produktqualität und Konsistenz sichern. Diese kontinuierliche Messung ermöglicht die schnelle Erkennung von Abweichungen und erleichtert rechtzeitige Anpassungen, die die Prozesseffizienz verbessern, die Ausbeute erhöhen und die Produktreinheit während der nachgeschalteten Verarbeitung aufrechterhalten.

Wägesysteme, pH-Messgeräte, und UV/VIS-Spektralphotometer, die in Labor- oder Produktionsumgebungen integriert sind, ermöglichen eine zuverlässige nachgeschaltete Ausführung und Qualitätskontrolle bei der Peptidproduktion. Wenn die generierten Daten zentral erfasst und verwaltet werden, verbessert dies die Rückverfolgbarkeit und unterstützt die regulatorische Dokumentation.

Darüber hinaus unterstützen hochpräzise Feuchteanalysen und Wassergehaltsbestimmungen mittels KF-Titration die abschliessende Prüfung von Rezepturen und Stabilität, was bei gefriergetrockneten Peptidprodukten von entscheidender Bedeutung ist. Ob während der Entwicklung oder bei der kommerziellen Qualitätskontrolle – Laborsoftwarelösungen sorgen für konsistente Analysedaten gemäss den gesetzlichen Vorschriften und für die Produktqualität.

Die Qualität und Sicherheit von Pharmawasser sind entscheidend, um Kontaminationen, Produktfehler und regulatorische Probleme zu verhindern. Um die Wasserreinheit zu erhalten und Risiken zu minimieren, überwacht die Pharmaindustrie vier Schlüsselparameter in Echtzeit: Leitfähigkeit, Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff (TOC), Keimzahl und gelöstes Ozon, wie von globalen Pharmakopöen vorgeschrieben. METTLER TOLEDO bietet eine umfassende Lösung zur Echtzeitüberwachung dieser Parameter und gewährleistet so sicheres, hochwertiges Wasser für eine konsistente Peptidproduktion.

Von der ersten Wägung der Aminosäuren bis hin zur abschliessenden Inspektion der Fläschchen – jeder Schritt auf dem Weg zur Peptidproduktion erfordert Präzision. Wenn die Produkte kurz vor der Freigabe stehen, dienen automatisierte Produktinspektions-Systeme als kritischer Schutz, bevor die Produkte das Werk verlassen. Für Peptidtherapeutika beinhaltet dies:

• Fremdkörpererkennung Fremdkörpererkennung: Röntgeninspektion, Metallsuchtechnik oder beides zur Erkennung und Ausschleusung verunreinigter Produkte vor dem Inverkehrbringen.

• Füllstandskontrolle Füllstandskontrolle: Kontrollwägen, visuelle Inspektion und Röntgeninspektion überwachen, messen und regeln Füllstände gemäss strengen Dosierungs- und gesetzlichen Spezifikationen.

• Qualitäts- und Integritätsprüfungen
  Qualitäts- und Integritätsprüfungen: Kontrollwägen, visuelle Inspektion und Röntgeninspektion führen Integritätsprüfungen durch, um sicherzustellen, dass pharmazeutische Verpackungen den Vorschriften entsprechen und sichere, vollständige Produkte an die Verbraucher*innen liefern.

• Prüfung der Etikettenqualität Prüfung der Etikettenqualität: Optische Inspektion zur Kontrolle der Etikettenqualität, um etikettenbedingte Mängel zu erkennen und das Risiko von Produktrückrufen zu minimieren.

DieProduktinspektionslösungen von METTLER TOLEDO wurden für hocheffiziente pharmazeutische Umgebungen entwickelt und bieten:

• GMP-konforme Systeme, die sich problemlos in bestehende Produktionslinien integrieren lassen.

• Rückverfolgbare Leistungsverifizierung für Auditbereitschaft.
  

• Unterstützung während des Spezifikations- und Qualifizierungsprozesses, von der Evaluierung der richtigen Anwendung über die Auswahl geeigneter Produkttestgeräte und die professionelle Installation bis hin zu speziellen Paketen zur Gerätequalifizierung (EQpack) für effiziente Validierungsprozesse.

Diese Systeme schützen nicht nur die Produktqualität, sondern stärken auch die Integrität der Marke und unterstützen die Einhaltung von Regularien wie z. B. der FDA, der EMA und globalen Gesundheitsbehörden.