RS-DSC (Rapid Screening-Differential Scanning Calorimeter)
Nová generace testování tepelné stability biologických léčiv
TA Instruments RS-DSC (Rapid Screening-Differential Scanning Calorimeter) je výkonný a všestranný nástroj, který přináší revoluci v testování tepelné stability biologických léčiv. Díky své vysoké účinnosti a efektivní analýze pomáhá TA Instruments RS-DSC biofarmaceutickým laboratořím činit informovanější rozhodnutí a zároveň zrychlovat dobu uvedení na trh.
Pro vědce v náročném světě vývoje biologických léků je pochopení stability biomolekul při tepelných změnách zásadní pro zajištění kvality produktu a podporu regulačního schválení. Krátkodobé testování tepelné stability odhaluje odolnost sloučeniny vůči tepelnému namáhání, předpovídá životnost a zajišťuje účinnost. Požadavek na přesné měření v prostředí s vysokou propustností je náročný bez narušení procesů nebo dodržování napjatých časových plánů. Abychom vyhověli tomuto požadavku, navrhli jsme TA Instruments RS-DSC (Rapid Screening-Differential Scanning Calorimeter), nové řešení pro rychlou charakterizaci bioterapeutické tepelné stability.
TA Instruments RS-DSC může pomoci:
Urychlete testování tepelné stability: TA Instruments RS-DSC poskytuje podrobné informace o tepelné stabilitě léku výrazně rychleji díky analýze až 24 vzorků současně. Technologie RS-DSC společnosti TA Instruments také zjednodušuje charakterizaci vysoce koncentrovaných léčivých přípravků.
Zlepšete účinnosti: TA Instruments RS-DSC zajišťuje efektivní využití materiálů pomocí jednorázových MFC (Micro Fluidic Chips), které obsahují vzorek. MFC vyžadují <15 ul objemu vzorku a jejich konstrukce umožňuje čistší a efektivnější provoz tím, že snižuje potřebu zdlouhavého ředění vzorku, opakované čištění nástroje a rizika kontaminace.
Dělejte informovanější rozhodnutí: Software NanoAnalyze™ bez námahy zvládá zvýšený objem dat produkovaný TA Instruments RS-DSC a poskytuje hloubkové a přesné informace o tepelné stabilitě a termodynamických vlastnostech molekuly.
Specifikace
| RS-DSC | |
| Geometrie cely | Jednorázové mikrofluidní |
| Materiál cely | Sklo |
| Formát vzorku | MFC (Micro Fluidic Chips) |
| Pracovní objem cely | 11 µL |
| Kapacita vzorku | 24 MFCs |
| Typická koncentrace vzorku | 20 mg/mL – 330+ mg/mL IgG (protein dependentní)1 |
| Rychlost měření vzorků | > 96 vzorků/den |
| Teplotní rozsah | 20-100 °C |
| Teplotní skenovací rozsah | 1 or 2 °C/min |
| Teplotní přesnost | ± 0.2 °C (napříč všemi kalorimetry); ± 0.1 °C opakovatelnost2 |
1 Použití lysozymu v 0.1 M glycinového pufru při pH 2.5 a 1 °C/min
2 Použítí DPPC ve vodě při pH 7 at 1 °C/min
Inovativní technologie
TA Instruments RS-DSC redefinuje měření tím, že současně analyzuje 24 vzorků, což výrazně převyšuje tradiční přístupy s jedním vzorkem. Pracuje s méně než 15 µl na vzorek, což je podstatné snížení ve srovnání s konvenčními kapilárními DSC a obecně poskytuje jasnější obraz termodynamiky rozvinutí než diferenciální skenování fluorescence (DSF).
Mikrofluidní technologie: Budoucnost přesnosti a pohodlí
Zařízení TA Instruments RS-DSC, vybavené nejmodernějšími MFC (Micro Fluidic Chips), je navrženo tak, aby bez námahy obsahovalo vzorek. Tato technologická integrace eliminuje potřebu opakovaného čištění měřicí cely přístroje mezi jednotlivými běhy, šetří čas, snižuje riziko kontaminace a umožňuje přesnější a spolehlivější odečty.
MFC jsou jednorázové a zvyšují provozní jednoduchost, umožňují rychlé přechody a chrání přístroj před nebezpečnými látkami. Nový design MFC je příkladem špičkové, nízkoobjemové technologie na jedno použití, která usnadňuje vkládání a přípravu vzorků pomocí standardního laboratorního vybavení. Vzorek lze připravit, uzavřít a připravit k analýze za méně než jednu minutu, což vyžaduje pouze minimální objemy pro přesné vyhodnocení.
Vlastnosti a výhody
- Paralelní analýza: Jedinečná vysoce výkonná analýza umožňuje až 24 simultánních měření pro urychlení výzkumu.
- Jednorázová mikrofluidní technologie: MFC zjednodušují provoz tím, že zjednodušují charakterizaci vysoce koncentrovaných léčivých přípravků a také snižují dobu čištění a rizika kontaminace.
- Nejmodernější software pro analýzu dat: Robustní a uživatelsky přívětivý software NanoAnalyze automaticky a konzistentně analyzuje data pro hloubkové a rychlé vyhodnocení.
- Zvýšená efektivita měření: TA Instruments RS-DSC umožňuje analýzu 24 vzorků současně, což výrazně urychluje výzkum a urychluje vstup na trh biologických léků.
- Efektivita zdrojů: Požadavky na minimální objem vzorku u TA Instruments RS-DSC pomáhají zajistit maximální využití materiálu a minimalizovat náklady.
- Vysoká koncentrace: TA Instruments RS-DSC vyniká v testování široké škály koncentrací vzorků a má jedinečnou kapacitu pro efektivní a efektivní analýzu léčivých produktů s velmi vysokou koncentrací.
- Zjednodušený pracovní postup: TA Instruments RS-DSC zefektivňuje operace tím, že odstraňuje potřebu ředění vzorků při práci se vzorky s vysokou koncentrací a jednorázové mikrofluidní čipy snižují nebo eliminují potřebu čištění a snižují riziko kontaminace.
- Komplexní analýza dat: Software NanoAnalyze spravuje data a poskytuje podrobné informace pro optimalizaci vývoje.
Aplikace
TA Instruments RS-DSC je ideální pro širokou škálu aplikací ve vývoji biologických léků, včetně:
Screening formulačního pufru
Tepelná stabilita je hlavním indikátorem celkového klinického úspěchu biologického léčivého produktu a DSC (Differential Scanning Calorimetry) je primární nástroj, který se používá k charakterizaci vlivu prostředí roztoku na stabilitu proteinu. Účinky na stabilitu proteinu se mohou odrazit v malých posunech Tmax nebo ve změnách až o desítky stupňů vyplývajících ze změn proměnných, jako je pH, pufr, iontová síla, pomocné látky a detergenty na stabilitu proteinu.
První událost rozbalení, která odpovídá rozvinutí domény CH2, není významně ovlivněna histidinovým, borátovým nebo PBS pufrem. Sukcinátový pufr však destabilizuje doménu CH2, což vede ke snížení nástupu rozvinutí a Tmax,1 o přibližně 3 °C. S ohledem na hlavní přechod odrážející události rozvíjení Fab a CH3 jsou histidinové a sukcinátové pufry nejvíce stabilizující, s Tmax,2 82,66 °C. Hlavní přechod je nejméně stabilní v boritanovém pufru s Tmax,2 80,69 °C. Není překvapením, že nejvíce stabilizující formulací pufru pro trastuzumab v této sadě vzorků je histidinový pufr použitý pro finální formulaci schváleného lékového produktu.
Aby se demonstrovalo, jak mohou data ze screeningu formulace pomoci při výběru složek pufru, byla protilátka trastuzumab testována ve čtyřech běžných podmínkách pufru.
Screening formulace TA RS DSC
Proteinová mutační analýza – Charakterizujte modifikace proteinů, abyste pochopili strukturální dopad na molekulární stabilitu.
Proteinové mutace jsou běžnou strategií pro optimalizaci struktury a funkce proteinu a dokonce i modifikace jedné aminokyseliny mohou mít měřitelný účinek na celkovou stabilitu proteinu. Použití DSC (Differential Scanning Calorimetry) pro pomoc při charakterizaci modifikací proteinů je zásadní pro pochopení strukturálního dopadu mutace na protein jako celek a může pomoci při rozhodování v procesu vývoje biologických léků. Pro demonstraci typů účinků, které může mít modifikace sekvence na stabilitu, byly proteiny vytvořené pomocí malého panelu testovány na změny tepelné stability vyplývající z mutací jedné aminokyseliny v proteinové sekvenci.
K rozvinutí dochází během jednoho velkého tepelného přechodu při Tmax 75,92 °C. Byla vytvořena mutace jedné aminokyseliny, která nemá žádný zásadní vliv na krátkodobou tepelnou stabilitu (mutace 1); nicméně se ukázalo, že alternativní mutace jedné aminokyseliny mají významný dopad na stabilitu proteinu (mutace 2 a mutace 3). Jak je znázorněno na významné destabilizaci v mutaci 3, modifikace nemá vždy stejný účinek, spíše závisí jak na místě modifikace, tak na fyzikálně-chemických vlastnostech nové aminokyseliny. Optimalizace požadovaných funkčních výhod modifikace sekvence se strukturní stabilitou proteinu jako celku napomáhá pochopení vztahu struktura-funkce a může usnadnit vývoj pokročilých terapeutik.
TA Instruments RS-DSC proteinová mutační analýza
Závislost na koncentraci – Zkoumejte změny stability u vysoce koncentrovaných léčivých přípravků.
TA Instruments RS-DSC je jedinečně navržen tak, aby zpracovával vzorky biologických léčiv s vysokou koncentrací, se specializovaným zaměřením na protilátková léčiva a konjugáty protilátkových léčiv. S rostoucím úspěchem protilátkových terapeutik vzrůstá zájem farmaceutického průmyslu o dávkové formy s vysokou koncentrací, které umožňují subkutánní a oční podávání léků. Jako takové jsou běžné formulace s koncentracemi 50 – 150 mg/ml protilátky a mohou být až 200+ mg/ml. Formulování proteinů ve vysokých koncentracích může zvýšit náchylnost k fyzické nestabilitě. Naopak, některé případové studie prokázaly zlepšení tepelné stability při zvýšených koncentracích. Pochopení tepelného rozbalování a odezvy na prostředí roztoku při požadované koncentraci formulace je tedy kritickou metrikou pro zmírnění odpovědnosti za lék.
Abychom demonstrovali schopnost testovat vzorky proteinů s vysokou koncentrací a ilustrovali důležitost testování při požadované koncentraci formulace, hodnotili jsme lysozym z kuřecího bílku od 30 do 330 mg/ml v glycinovém pufru. S jednoduchým termogramem jednoho přechodu při nízkých koncentracích (~1 mg/ml) se lysozym běžně používá jako referenční testovací vzorek pro DSC. Prostřednictvím hodnocení koncentrací proteinů až 100krát vyšších jsme pozorovali koncentrační závislost na stabilitě lysozymu.
