Biyoprosesler için Proses Analitik Teknolojisi (PAT)

Hassas Proses Analitiği ve Proses Optimizasyonu ile Kalitenin Artırılması

Analitik yöntemler, biyofarmasötik geliştirme, enzim veya amino asit üretimi gibi biyoproses uygulamalarında ve ürün kalitesinin sürekli olarak izlenmesi ve kontrol edilmesinin gerekli olduğu diğer uygulamalarda neredeyse evrensel olarak kullanılmaktadır.

Geleneksel olarak, bilim adamları her partinin sonunda numuneler topladılar ve ürünün kabulü, reddi veya yeniden işlenmesi hakkında karar vermeden önce bunları süreçten uzakta bir kalite kontrol (QC) laboratuvarında analiz ettiler.

Hassas Proses Analitiği ve Proses Optimizasyonu

FDA'nın 2004 yılında proses analitik teknolojisi (PAT) çerçevesini uygulamaya koymasıyla birlikte, proses analitik araçları sürekli olarak gelişmektedir.

Biyoproses endüstrisi, hammaddeleri ve nihai ürünleri analiz etmek ve biyoprosesleriizlemek ve kontrol etmek için proses analitiğini uygulamaya doğru ilerliyor.

Biyoproses operasyonlarını optimize etmek için hassas analitik, izleme ve kontrol, ideal hücre canlılığı, oksijen, karbondioksit ve besin besleme stratejileri, düzeltici eylemler ve proses geliştirmeden tam üretim ölçeğine kadar tutarlı üretkenlik sağlar.

Proses analitiği ve laboratuvar cihazlarında lider olarak 60 yılı aşkın deneyime sahip olan METTLER TOLEDO, güvenilir enstrümantasyonun, verim ve üretkenlik oranlarını en üst düzeye çıkaran güvenilir biyoproses izleme için hayati önem taşıdığının farkındadır.

PAT Çerçevesi

PAT çerçevesinin arkasındaki fikir, iyi anlaşılmış bir sürecin, düzenleyici endişeleri azaltan ve en az operasyonel maliyetle en kısa sürede süreç verimliliğini artıran önceden tanımlanmış bir nihai ürün kalitesine yol açmasıdır.

PAT ile kalite, proses tasarımına dahil edilir ve ürünlerde test edilmez. PAT, Tasarımla Kalite (QbD) stratejilerinin kapısını bu şekilde açar ve yalın üretim ilkelerine giden yolu açar.

Araştırmacılar değişkenlik kaynaklarını belirler ve açıklar, süreç değişkenliği yönetir ve bilim adamları tasarım alanı, kritik süreç parametreleri (CPP'ler) ve üretim koşulları üzerinden ürün kalitesini doğru ve güvenilir bir şekilde tahmin edebilir.

Yaşam bilimciler, biyofarmasötikler geliştirmek veya enzimler ve amino asitler üretmek için analitik yöntemler kullandıklarında, ürünlerin saflık,kimlik, güvenlik ve etki gibi hayati nitelikleri miras almak için nihai moleküller için katı düzenleyici gereklilikleri karşılaması için koşulların sürekli olarak izlenmesini sağlamalıdırlar.

PAT Çerçevesini Anlama

Biyoteknolojide PAT'ın önemini anlamak için öncelikle mevcut analitik süreç türlerini anlamak esastır:

Çevrimdışı izleme

Çevrimdışı ölçümler, analiz edilmek üzere bir laboratuvara götürülen bir numunenin toplanmasını gerektirir.

At-Line ölçümleri

On-line ölçümler prosesin yan tarafındadır ancak doğrudan entegre değildir. Numunenin aktif olarak çıkarılması ve analitik yönteme iletilmesi gerekir.

Hat içi analiz

In-Line analiz, yerinde ölçümler yapmak için proses kazanına yerleştirilen sensörleri kullanır.

Çevrimiçi izleme

Çevrimiçi sensörler, prosesin bir yan akışına yerleştirilir ve sürekli olarak ölçülür.

Bir baypas üzerine inşa edildiklerinden, rapor edilen ölçümde in-line'a göre bir gecikme olacaktır.

Su Kalitesi için PAT

Biyoteknolojide su çok işlevli bir kaynaktır.

Hammadde, çözücü, bileşen, reaktif ve temizlik maddesi olarak kullanılır ve çeşitli "saf" formlarda üretilir.

Çok çeşitli su sınıfları ve su sistemleri, üretimlerinin giderek daha özel bir süreç haline geldiği ve son derece güvenilir enstrümantasyon gerektirdiği anlamına gelir.

Toplam organik karbon (TOC),oksidasyon indirgeme potansiyeli (ORP) ve iletkenliğin çevrimiçi ölçümü, sürekli ve güvenilir su kalitesi güvencesi için çok önemlidir.

Ortamda kesin miktarlarda besin bulunması, hücrelerin büyümesi ve ürünleri en iyi şekilde ifade etmesi için bir ön koşuldur.

Bir ortam geliştirirken, araştırmacılar tipik olarak amino asitler, glikoz ve iyonların çeşitli kombinasyonlarının yanı sıra serum özleri, doku özleri veya hidrolizatlar, büyüme faktörleri, hormonlar, albümin ve transferrin gibi taşıyıcı proteinler, lipitler, metaller, vitaminler gibi diğer takviyeleri test ederler. poliaminler ve indirgeyiciler.

Olası kombinasyonların sayısı neredeyse sonsuzdur ve farklı bileşenler genellikle birbirleriyle etkileşime girer.

Ortam optimizasyonu çok fazla çaba, zaman ve maliyet gerektirir. Optimal bir büyüme ortamı, rastgele bileşen kombinasyonlarını deneyerek tasarlanamaz.

Medya optimizasyonu ve hazırlığı basit işlemler olarak algılanır; bununla birlikte, sıcaklık, karıştırma süresi ve pH gibi temel parametreler ortamı önemli ölçüde etkileyebilir ve hücre metabolizması tutarlılığını ve performansını koruyabilir.

PAT genellikle sağlam bir süreç geliştirmek için gereklidir.

ReactIR ve ReactRaman ile , ortam hazırlama sırasında kritik bileşenlerin konsantrasyonunu hat içi olarak ölçebilir ve çözünme sırasında ve değişen pH ve sıcaklık koşulları altında temel bileşenleri izleyebilirsiniz.

Bu sonuçlar, HPLC veya UV-Vis spektrometresi kullanılarak çevrimdışı olarak doğrulanabilir.

Hat içi partikül analizi ile kuru toz ve ortam çözünmelerinin partikül sayısı ve boyutundaki değişim oranını ve derecesini izleyebilirken, EasyMax ile pH gibi proses parametrelerinin etkisini kontrol edebileceğiniz ve hassas bir şekilde belgeleyebileceğiniz basit ve sağlam bir proses geliştirme platformuna sahip olursunuz. yeni ortamınızda dozaj, iletkenlik, oksidasyon-indirgeme potansiyeli (ORP) veya çözünmüş oksijen .

pH , ekili hücreler için en kritik parametrelerden biridir ve hücre büyümesini sürdürmek için dikkatli bir şekilde kontrol edilmelidir.

InLab® Max Pro ISM pH elektrotları, hücre kültürü ve fermantasyon ortamını hazırlarken ve optimize ederken pH ölçümü için idealdir.

Daha büyük ölçekler veya in-line izleme için InPro pH ve ORP elektrotları, ortam hazırlama sırasında güvenli ve tekrarlanabilir ölçümler sağlarken, yüksek aralıklı iletkenlik probları bileşenlerin tamamen çözündüğünü gösterir. Tek kullanımlık platformlarda, InSUS sensörleri bu hat içi izlemeyi aynı derecede güvenilir bir şekilde sağlar.

Aşağıdaki METTLER TOLEDO üretim kılavuzu , ticari ölçekte biyofarmasötik üretimini açıklamakta ve yukarı ve aşağı akış proses adımlarındaki önemli parametrelerin anlaşılmasında analiz ve tartımın rolünü ele almaktadır.

Biyofarmasötik Üretim Kılavuzu

Biyofarmasötik Üretim Kılavuzu'nda, analiz ve tartımın aşağıdakilerle ilgili önemi ele alınmaktadır:

Ortam ve Tampon Hazırlama
Proses Geliştirme, Karakterizasyon ve Ölçek Büyütme Çalışmaları
Ticari Fermantasyon ve Hücre Kültürü Operasyonları
Ayırma, Hasat ve Arıtma
Saflaştırma ve Biyokonjugasyon
Formülasyon, Doldurma ve Bitirme

Yukarı Akış İşlemede PAT (USP)

Bir biyoprosesi etkileyen ana değişkenler sıcaklık, pH, çözünmüş oksijen (DO), karbondioksit, biyokütle, glikoz ve laktat ve diğer metabolitlerdir.

Bu değişkenlerin her biri, büyük moleküllerin, polimerlerin, oligomerlerin ve küçük moleküllerin hücre bazlı üretimini optimize etmede biyoreaktörde kritik bir rol oynar.

InPro ailesinin (yeniden kullanılabilir format, ısıyla sterilize edilebilir) ve InSUS ailesinin (tek kullanımlık format, ışınlamayla sterilize edilebilir) in-line sensörleri, bu uygulamalarda güvenilir ve doğru ölçümler için tasarlanmıştır.

Biyoreaktördeki sıcaklık, pH, ORP, DO ve CO2'nin hat içi izlenmesi yıllardır bir endüstri standardı olsa da, problar kullanılarak hücre yoğunluğunun ve canlılığının doğrudan ölçümünün hala iyileştirilmesi gerekmektedir.

Mikrobiyal fermantasyon için çözeltiler mevcut olmasına rağmen, hücre kültürleri için hücre canlılığı ölçümü hala esas olarak numune alma ve sayım yoluyla yapılmaktadır.

Ortam besin profilini araştırmak için yaygın analitik yaklaşımlar, kromatografiveya enzimatik miktar tayinleri gibi çevrimdışı yöntemleri içerirken, artık ikinci teknolojilere dayalı satır içi tek kullanımlık glikoz ve laktat sensörleri de bulunmaktadır.

Bununla birlikte, araştırmalar, Raman spektroskopisi veya Fourier dönüşümü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi gibi diğer kızılötesi spektroskopi teknolojilerini kullanarak glikoz ve metabolitleri in-line ölçmek için yöntemler geliştirmektedir.

Bu sensörler, sürekli olarak kullanılabildikleri ve analitlerle herhangi bir kimyasal etkileşime sahip olmadıkları için değerlidir.

Biyoproses operasyonlarını optimize etmek için hassas analitik, izleme ve kontrol, optimum hücre canlılığı, tutarlı bir oksijen ve besin besleme stratejisi ve proses geliştirmeden tam üretim ölçeğine kadar tutarlı üretkenlik sağlar.

Aşağı Akış İşlemede PAT (DSP)

Downstream prosesin (DSP) en önemli hedefleri, nihai ürünü geri kazanmak ve safsızlıkları kabul edilen ve düzenleyici kalite kriterlerine uyan bir seviyeye indirmektir.

Mümkünse, safsızlıklar her bir sonraki işleme adımından veya ünite işleminden sonra veya en azından belirli kirleticileri azaltmayı amaçlayan adımlardan sonra izlenmelidir.

Aşağı akış işlemenin her kritik adımında uygulanan hat içi veya çevrimiçi izleme ile PAT, safsızlıkların hızlı bir şekilde izlenebilmesi için biyoprosesler üzerinde gerçek bir etkiye sahip olacak ve bir sonraki işleme adımı başlamadan önce söz konusu DSP adımını doğru bir şekilde ayarlamak için zaman mevcut olacaktır.

FTIR, UV-Vis ve Raman spektrometresinin yanı sıra basınç, akış ,pH, iletkenlik ve bulanıklık in-line ölçümleri kullanılarak yapılan ölçümler, geleneksel çevrimdışı analizlerin yerini alabilir ve hasat, santrifüjleme ve filtreleme, birincil yakalama, tampon değişimi, yukarı konsantrasyon, saflaştırma, biyokonjugasyon ve Formülasyon.

Basınç ve akış sensörleri, kontrol sistemleri ve veri ölçme, izleme ve toplama yazılımları da sonraki süreçlerde verimlilik sağlar .

Biyoprosesler için METTLER TOLEDO Çözümleri

Biyoreaktörler için Analitik Sensörler

Dynochem Biologics

Biyoproseslerin upstream ve downstream birim işlemlerini her ölçekte destekleyen amaca uygun simülas...

Otomatik Reaktörler ve Online Analiz

Parçacık Karakterizasyonu,Reaksiyon Analizi,Reaksiyon Kalorimetreleri,Laboratuvar Reaktörleri,Parçac...

Endüstriyel Terazileri ve Tartı Terzileri

Endüstriyel Teraziler ve Tartım Sistemleri

Masa Üstü Teraziler, Taşınabilir Teraziler, Zemin Terazileri, Sayım ve Karıştırma Terazileri, Termin...

Faydalı Belgeler. Biyofarmasötik Üretim Kılavuzu

Ticari ölçekte biyofarmasötik üretimi, kritik proses parametrelerini görme, anlama ve hızlı kararlar alma becerisi gerektirir. Bu kılavuzda, yukarı ve aşağı akış proses adımlarında bu parametrelerin anlaşılmasında analitiğin ve tartımın rolü ele alınmaktadır.

Bu kılavuzda, proses geliştirmeden tam ölçekli üretime kadar biyolojik prosesinizi izlemek ve anlamak için doğru araçların, pazara sunma süresini en aza indirirken üretkenliği optimize etmeye nasıl yardımcı olduğu ele alınmaktadır.

Biyofarmasötik Üretim Kılavuzu'nda , analiz ve tartımın aşağıdakilerle ilgili önemi ele alınmaktadır:

Medya ve Tampon Hazırlama
Proses Geliştirme, Karakterizasyon ve Ölçek Büyütme Çalışmaları
Ticari Fermantasyon ve Hücre Kültürü Operasyonları
Ayırma, Hasat ve Arıtma
Saflaştırma ve Biyokonjugasyon
Formülasyon, Doldurma ve Bitirme

Çözümleriniz için Kalibrasyon, Kalifikasyon ve Bakım

METTLER TOLEDO Servisi, tüm laboratuvar terazisi servisi, endüstriyel terazi servisi ve analitik cihaz servisi ihtiyaçlarınız için tek adresinizdir. Kurulum ve ilk kalibrasyondan önleyici bakıma ve zamanında yükseltmelere kadar, operasyonlarınızın sorunsuz ve verimli bir şekilde çalışmasını sağlıyoruz.

Tutarlı prosedürlerle uyumluluğu sağlayın ve sürdürün ve aşağıdakiler gibi yerel ve küresel düzenlemelere ve standartlara uyun:

ISO 17025

EURAMET

USP, GLP and GMP

NIST Handbook 44 and OIML

Measuring Instruments Directive (MID)

Anında ve uzun vadeli avantajlarla mükemmel bir başlangıç ve sürekli, endişesiz kullanım sağlayın:

Ekipmanın kullanıma uygun olduğunun güvencesi

Üreticinin kalifikasyon hizmetleri sayesinde maliyet tasarrufu

Ekipmanın proses gereksinimlerini karşıladığına dair güven

Gerekli kalibrasyon ve bakımın belirlenmesi

Ekipmanınızın aşağıdakileri başardığına dair size tam bir güven sağlayan periyodik bakımınızı önceden planlayın:

Tutarlı, doğru sonuçlar

Güvenilir çalışma

Optimum performans

Daha uzun ekipman ömrü, dolayısıyla daha yüksek yatırım getirisi

Arama önerileri

Biyoprosesler için Proses Analitik Teknolojisi (PAT)

Hassas Proses Analitiği ve Proses Optimizasyonu ile Kalitenin Artırılması

PAT Çerçevesi