Opdag aggregering, før udbyttet og produktkvaliteten forringes
Få indsigt i proteinkoncentrationen og aggregeringen i realtid under UF/DF. Inline Raman-overvågning gør det muligt at træffe beslutninger undervejs i processen, hvilket gør oprensning downstream til en kontrolleret, beslutningsbaseret proces og ikke en nødvendig løsning i sidste øjeblik.
Hvor UF/DF mister tid (og udbytte)
Ultrafiltrering/diafiltrering (UF/DF) er et af de mest dynamiske trin i behandlingen downstream. Det udføres typisk efter kromatografi rensning og umiddelbart før den endelige formulering og fyldningsafslutning, hvilket gør det til den sidste mulighed for at korrigere koncentration, buffersammensætning og aggregeringsrisiko, før lægemiddelstoffet fastlægges.
Proteinkoncentrationen, buffersammensætningen og tendensen til aggregering kan ændre sig hurtigt. Alligevel er de fleste strategier for procesovervågning og -styring stadig baseret på ekstraktive, forsinkede analyser. Under UF/DF udsættes proteinerne for høje lokale koncentrationer, forskydningskræfter og hurtig bufferudskiftning, hvilket alt sammen øger risikoen for aggregering netop på et tidspunkt, hvor materialets værdi er størst.
I takt med at processerne i de tidlige faser bliver mere intensive, bliver mulighederne for rensning downstream færre. At vente på resultater fra offline-målinger betyder:
- Problemer med aggregering opdages først, efter at udbyttet allerede er gået tabt
- UF/DF-kørsler sættes unødigt på pause
- De korrigerende handlinger iværksættes for sent til at kunne være effektive
Resultatet er fragmenterede arbejdsgange downstream, længere gennemløbstider og øget risiko for produktkvaliteten. Da UF/DF finder sted sent i forarbejdningsprocessen, medfører aggregering, der opdages efter afslutningen, ofte uopretteligt udbyttetab, ombearbejdning eller kassering af batchet og ikke blot en justering af parametrene.
Se rensningstilstanden ‑ ikke blot systemtilstanden
Traditionelle målinger i realtid under UF/DF giver ikke nogen indikation af, om der er ved at opstå aggregering, eller om bufferudskiftningen reelt er afsluttet. Denne indsigt kan kun opnås gennem offline-analyse, ikke i realtid. Inline Raman-spektroskopi – en procesanalyseteknologi (PAT) – integreret i UF/DF-gennemløbsbanen giver kontinuerlig, ikke-ekstraktiv indsigt i rensningsprocessen, mens den foregår.
I stedet for at udlede processtatus ud fra tryk, gennemstrømning eller volumen alene får teamene direkte indsigt i:
- Udviklingen i proteinkoncentrationen under ultrafiltrering og den endelige koncentration
- Forløbet af bufferudvekslingen under diafiltrering
- Spektrale signaturer forbundet med aggregeringsadfærd
Denne skelnen er afgørende, fordi produktets kvalitetskarakteristika udvikler sig uafhængigt af den hydrauliske stabilitet under UF/DF.
Analyser, der holder trit med hastigheden downstream
Overvågning ved hjælp af Raman-spektroskopi udføres via et gennemstrømningsbaseretRaman-system, der er udviklet specielt til oprensningsprocesser downstream.
Opsætningen understøtter:
- UF/DF-strømme med lav volumen og lav turbiditet
- Steril drift med genanvendelige eller engangs-flowceller
- Integration i udviklingsmiljøer med henblik på cGMP-produktion
Ved at integrere analysefunktioner direkte i procesforløbet tilpasser systemet sig de hastigheds- og kapacitetsbegrænsninger, der kendetegner moderne forarbejdning downstream (DSP).
Grib ind, før aggregering ender med et tab
Når der foreligger indsigt i faserne downstream under UF/DF, træffes beslutningerne tidligere i forløbet. Hvis der opstår spektrale tendenser relateret til aggregering undervejs i processen, kan teamene stadig justere koncentrationsraterne, ændre diafiltreringsbufferudskiftningen eller standse processen inden den endelige koncentration i stedet for først at opdage problemet senere ved hjælp af offline-analysemetoder såsom størrelsesekskluderende kromatografi (SEC).
Ved at indføre et alsidigt PAT-system, der giver meget specifik indsigt i processen med flere analyser i realtid, behøver teamene ikke længere at vente på en bekræftelse efter processen for at forstå, hvad der er sket. De kan:
- Opdage tidlige tendenser til aggregering, mens UF/DF-kørslen stadig kan reddes, så det bliver muligt at gribe ind, før udbyttet eller kvaliteten påvirkes uopretteligt
- Justere driftsbetingelserne, mens processen stadig kører
- Undgå unødvendige afbrydelser i processen
- Forkorte udviklingscyklusserne ved at mindske ombearbejdning og gentagne kørsler
Hvad forbedres, når UF/DF overvåges inline
Virksomheder, der anvender inline Raman-spektroskopi i forbindelse med UF/DF, kan påvise konkrete forbedringer i de processerne downstream, herunder:
- Kortere UF/DF-cyklusvarigheder ved at fjerne ventetider i forbindelse med analyser
- Mindre produkttab takket være tidligere påvisning af aggregering
- Forbedret batchkonsistens på tværs af biosimilære produktionskørsler
- Mindre manuel indgriben og færre justeringer efter behandlingen
- Hurtigere DSP-udvikling takket være en procesforståelse, der understøtter PAT
Ud over udbyttet sikrer en tidligere indsigt i aggregering lægemiddelstoffets virkning, farmakokinetik, risiko for immunogenicitet og godkendelsesmuligheder ‑ faktorer, der alle er direkte påvirket af aggregeringsniveauerne i biofarmaceutiske produkter. Disse fordele forstærker hinanden på tværs af kampagner, hvilket sænker vareomkostningerne og forkorter time to market.
Realtidsovervågning af UF/DF hos Alvotech
I en undersøgelse af processen downstream anvendte Alvotech inline Raman-spektroskopi til overvågning i realtid af proteinrensningen under UF/DF. Formålet var ikke blot at observere processen, men også at afgøre, om risikoen for aggregering kunne identificeres tidligt nok under UF/DF til at påvirke beslutningerne downstream i realtid.
Denne fremgangsmåde muliggjorde beslutningstagning i realtid, f.eks.:
- Overvågning i realtid af ændringer i koncentrationen og andre procesparametre
- Påvisning af aggregeringsrelateret spektral adfærd
- Udvikling af forudsigelsesmodeller, der kombinerer inline Raman-spektroskopi med eksisterende analytiske referencer
Ud over det analytiske resultat viste implementeringen, hvordan inline Raman-spektroskopi kan omforme dynamikken i den efterfølgende udviklingsfase for at mindske fragmentering og muliggøre hurtigere og mere sikre beslutninger om oprensning, så produktkvaliteten sikres.
Hvorfor Endress+Hauser?
Endress+Hauser understøtter downstream- og PAT-teams i alt fra procesforståelse til modeludvikling og implementering og hjælper dermed med at omsætte mulighederne ved Raman-spektroskopi til beslutningsbaserede UF/DF-arbejdsgange.
Fokus ligger ikke alene på instrumentering, men på at muliggøre tidligere indgriben, bedre udbyttebeskyttelse og mere robuste processer downstream inden for biofarmaceutisk produktion.
Få realtidsindsigt i processerne downstream
Denne e-bog forklarer, hvordan Raman-flow-enheden muliggør inline-måling i realtid direkte i processtrømmene downstream. Lær, hvordan løbende overvågning af koncentration og sammensætning bidrager til en hurtigere indsigt, mere sikre beslutninger og bedre kontrol i procestrinene downstream ‑ uafhængigt af forsinkede offline-analyser.
Her vil du lære:
- Hvor inline-Raman-måling skaber merværdi i de processerne downstream
- Hvordan tendenser i koncentration og sammensætning i realtid forbedrer timingen af beslutninger
- Hvorfor måling med mikrovolumener og gennemstrømning passer til udviklings- og opskaleringsprocesser
- Hvordan teams mindsker analytiske forsinkelser og samtidig forbedrer forståelsen af processerne og deres robusthed
