분석 방법은 바이오 의약품 개발, 효소 또는 아미노산 생산과 같은 바이오 공정 응용 분야와 제품 품질을 지속적으로 모니터링하고 제어하는 것이 필수적인 기타 응용 분야에서 거의 보편적으로 사용됩니다.
일반적으로 과학자들은 각 배치의 끝에서 샘플을 수집하여 제품의 승인, 거부 또는 재처리를 결정하기 전에 프로세스에서 멀리 떨어진 품질 관리(QC) 실험실에서 분석했습니다.
2004년 FDA가 공정 분석 기술(PAT) 프레임워크를 도입하면서 공정 분석 도구는 지속적으로 발전하고 있습니다.
바이오프로세스 산업은 프로세스 분석을 적용하여 원료 및 최종 제품을 분석하고 바이오프로세스를 모니터링 및 제어하는 방향으로 나아가고 있습니다.
바이오프로세스 운영을 최적화하기 위한 정밀한 분석, 모니터링 및 제어는 이상적인 세포 생존율, 산소, 이산화탄소 및 영양소 공급 전략, 시정 조치 및 공정 개발에서 전체 제조 규모에 이르기까지 일관된 생산성을 보장합니다.
PAT 프레임워크의 이면에 있는 아이디어는 잘 이해된 프로세스를 통해 사전 정의된 최종 제품 품질로 이어져 규제 문제를 줄이고 최소한의 운영 비용으로 최단 시간에 프로세스 효율성을 높인다는 것입니다.
PAT를 사용하면 품질이 공정 설계에 내재되어 있으며 제품에 테스트되지 않습니다. 이것이 바로 PAT가 QbD(Quality by Design) 전략의 문을 열어 린 제조 원칙으로 가는 길을 닦는 방법입니다.
연구원은 변동성의 원인을 식별하고 설명하며, 공정은 변동성을 관리하며, 과학자들은 설계 공간, 중요 공정 매개변수(CPP) 및 제조 조건에 걸쳐 제품 품질을 정확하고 신뢰할 수 있게 예측할 수 있습니다.
생명 과학자가 바이오 의약품 을 개발하거나 효소 및 아미노산을 생산하기 위해 분석 방법을 사용할 때, 그들은 또한 제품이 순 도, 정체성, 안전성 및 효능과 같은 중요한 속성을 상속하기 위해 최종 분자에 대한 엄격한 규제 요구 사항을 충족할 수 있도록 조건을 지속적으로 모니터링해야 합니다.
생명공학에서 PAT의 중요성을 이해하려면 먼저 기존 유형의 분석 프로세스를 이해하는 것이 필수적입니다.
오프라인 측정을 위해서는 샘플을 수집해야 하며, 이 샘플은 분석을 위해 실험실로 가져갑니다.
앳라인 측정은 공정의 측면에 있지만 직접 통합되지는 않습니다. 샘플을 적극적으로 제거하고 분석 방법으로 전달해야 합니다.
인라인 분석은 공정 용기에 배치된 센서를 사용하여 현장 측정을 수행합니다.
온라인 센서는 공정의 사이드 스트림에 배치되어 지속적으로 측정됩니다.
바이패스를 기반으로 하기 때문에 보고된 측정과 인라인 측정에서 지연이 발생합니다.
생명 공학에서 물은 다기능 자원입니다.
원료, 용제, 성분, 시약 및 세척제로 사용되며 다양한 "순수" 형태로 생산됩니다.
다양한 수질 등급과 수질 시스템은 생산이 점점 더 전문화되고 있으며 매우 신뢰할 수 있는 기기가 필요하다는 것을 의미합니다.
총 유기탄소(TOC),산화 환원 전위(ORP) 및 전도도의 온라인 측정은 지속적이고 신뢰할 수 있는 수질 보장에 필수적입니다.
배지에 정확한 양의 영양소를 함유하는 것은 세포가 성장하고 제품을 최적으로 발현하기 위한 전제 조건입니다.
배지를 개발할 때 연구자들은 일반적으로 아미노산, 포도당 및 이온의 여러 조합뿐만 아니라 혈청 추출물, 조직 추출물 또는 가수분해물, 성장 인자, 호르몬, 알부민 및 트랜스페린과 같은 운반체 단백질, 지질, 금속, 비타민, 폴리아민 및 환원제.
가능한 조합의 수는 거의 무한하며 서로 다른 재료가 서로 상호 작용하는 경우가 많습니다.
미디어 최적화 에는 많은 노력, 시간 및 비용이 필요합니다. 최적의 성장 매체는 단순히 임의의 성분 조합을 무작위로 시도하는 것만으로는 설계할 수 없습니다.
미디어 최적화 및 준비는 간단한 작업으로 인식됩니다. 그러나 온도, 혼합 시간 및 pH 와 같은 주요 파라미터는 배지에 큰 영향을 미칠 수 있으며 세포 대사 일관성과 성능을 유지할 수 있습니다.
PAT는 강력한 프로세스를 개발하는 데 필요한 경우가 많습니다.
ReactIR 및 ReactRaman을 사용하면 배지 준비 중 중요 성분의 농도 를 인라인으로 정량화 하고 용해 중 및 다양한 pH 및 온도 조건에서 주요 성분을 모니터링할 수 있습니다.
이러한 결과는 HPLC 또는 UV-Vis 분광법을 사용하여 오프라인으로 검증할 수 있습니다.
인라인 입자 분석을 통해 건조 분말 및 매체 용해의 입자 수 및 크기에 대한 변화 속도와 정도 를 모니터링할 수 있으며, EasyMax를 사용하면 pH와 같은 공정 파라미터의 영향을 제어 하고 정확하게 문서화할 수 있는 간단하고 강력한 공정 개발 플랫폼을 사용할 수 있습니다. 새 매체의 투여량, 전도도, 산화 환원 전위(ORP) 또는 용존 산소 .
pH 는 배양 세포에서 가장 중요한 파라미터 중 하나이며 세포 성장을 유지하기 위해 신중하게 제어 해야 합니다.
InLab® Max Pro ISM pH 전극은 세포 배양 및 발효 배지를 준비하고 최적화하면서 pH 를 측정하는 데 이상적입니다.
더 큰 스케일 또는 인라인 모니터링의 경우, InPro pH 및 ORP 전극은 배지 준비 중에 신뢰할 수 있고 재현성 있는 측정을 보장하며, 고속 전도도 프로브는 성분의 완전한 용해를 나타냅니다. 일회용 플랫폼에서 InSUS 센서는 이러한 인라인 모니터링을 안정적으로 제공합니다.
아래의 메틀러 토레도 제조 가이드 는 상업적 규모의 바이오의약품 제조를 설명 하고 업스트림 및 다운스트림 공정 단계에서 중요한 파라미터 를 이해하는 데 있어 분석 및 계량의 역할을 다룹니다.
Biopharmaceutical Manufacturing Guide(Biopharmaceutical Manufacturing Guide)는 다음과 관련된 분석 및 계량의 중요성에 대해 설명합니다.
바이오 공정에 영향을 미치는 주요 변수는 온도, pH, 용존 산소(DO), 이산화탄소, 바이오매스, 포도당 및 젖산염, 기타 대사 산물입니다.
이러한 각 변수는 거대 분자, 고분자, 올리고머 및 소분자의 세포 기반 생산을 최적화하는 데 있어 생물반응기에서 중요한 역할을 합니다.
InPro 제품군(재사용 가능한 형식, 열 멸균 가능) 및 InSUS 제품군(일회용 형식, 방사선 조사 멸균 가능)의 인라인 센서는 이러한 응용 분야에서 신뢰할 수 있고 정확한 측정 을 위해 설계되었습니다.
배지 영양소 프로필을 조사하기 위한 일반적인 분석 접근 방식에는 크로마토그래피또는 효소 정량 분석과 같은 오프라인 방법이 포함되며, 현재 후자의 기술을 기반으로 하는 인라인 일회용 포도당 및 젖산 센서도 있습니다.
그러나 연구는 라만 분광법 또는 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광법과 같은 기타 적외선 분광법 기술을 사용하여 포도당 및 대사 산물을 인라인으로 측정하는 방법을 개발하고 있습니다.
이러한 센서는 지속적으로 사용할 수 있고 분석물과 화학적 상호 작용이 없기 때문에 가치가 있습니다.
바이오프로세스 운영을 최적화하기 위한 정확한 분석, 모니터링 및 제어는 최적의 세포 생존율, 일관된 산소 및 영양소 공급 전략, 프로세스 개발에서 전체 제조 규모에 이르기까지 일관된 생산성을 보장합니다.
다운스트림 공정(DSP)의 가장 중요한 목표는 최종 제품을 회수 하고 불 순물을 규제 품질 기준에 부합하는 수준으로 줄이는 것입니다.
가능한 경우, 각 다운스트림 처리 단계 또는 단위 작업 후 또는 적어도 특정 오염 물질을 줄이기 위한 단계 후에 불순물을 모니터링해야 합니다.
다운스트림 공정의 각 중요한 단계에서 인라인 또는 온라인 모니터링이 적용되면 PAT는 바이오공정에 실질적인 영향을 미치므로 불순물을 신속하게 모니터링할 수 있고 다음 공정 단계가 시작되기 전에 해당 DSP 단계를 올바르게 조정할 수 있는 시간을 확보할 수 있습니다.
상업적 규모의 바이오 의약품 제조에는 중요한 공정 매개변수를 보고, 이해하고, 신속하게 결정할 수 있는 능력이 필요합니다. 이 가이드는 업스트림 및 다운스트림 공정 단계에서 이러한 파라미터를 이해하는 데 있어 분석 및 계량의 역할을 다룹니다.
이 가이드에서는 공정 개발에서 본격적인 제조에 이르기까지 생물학적 공정을 모니터링하고 이해하는 데 적합한 도구가 생산성을 최적화하는 동시에 시장 출시 시간을 최소화하는 데 어떻게 도움이 되는지 설명합니다.
Biopharmaceutical Manufacturing Guide(Biopharmaceutical Manufacturing Guide)는 다음과 관련된 분석 및 계량의 중요성 에 대해 설명합니다.