물리화학적 특성

단백질 기반 치료제는 살아있는 세포에서 생산되므로 본질적으로 이질성을 나타냅니다. 이러한 구조적 이질성을 규명하는 것은 치료용 단일클론 항체 개발에 필수적인 요건입니다. 고분자량 및 저분자량 단백질, 전하 변이체, 그리고 번역 후 변형은 모두 생체 내 안정성에 영향을 미치고, 생물학적 활성 손실 및 원치 않는 면역 반응을 유발할 수 있습니다.

싸토리우스 팀은 치료용 단백질 개발의 적절한 단계에서 단백질 구조 및 물리화학적 분석을 검증함으로써 이러한 위험을 효과적으로 관리할 수 있도록 지원합니다.

싸토리우스는 단백질 구조, 탄수화물 프로필, 번역 후 변형 및 불순물을 특성화하고 확인하는 포괄적인 분석 방법을 제공합니다. 당사는 최첨단 기술을 활용하여 ICH Q6B 과학적 가이드라인을 준수함으로써 효율적이고 간소화된 개발 프로세스를 보장합니다.

직교 기법

고해상도 직교 분석을 통해 주요 물리화학적 특성을 분석하여 단백질 특성 규명을 발전시키세요.

데이터가 풍부함

완전한 질량 분석은 초기 단계에서 단백질의 정체를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 이차 구조 및 번역 후 변형에 대한 정보도 제공할 수 있습니다.

총체적 특성화

구조적 및 물리화학적 특성 분석과 복잡한 생물학적 분석을 결합하여 단백질에 대한 철저한 이해가 가능해집니다.

바로 사용 가능한 분석법

IgG와 같은 표준 분자의 경우, 사전 검증된 분석법이 준비되어 바로 사용 가능합니다.

ICH Q6B 요구사항

당사의 솔루션

분자량 및 크기 분석

  • 손상되지 않고 질량이 감소됨
  • 크기 배제 크로마토그래피(SEC)
  • 모세관 전기영동 SDS(CE-SDS)

아이소폼 패턴

  • 이온 교환 크로마토그래피(IEX)
  • 모세관 등전점 전기영동(cIEF)
  • IgG2 동형 단백질에 대한 역상 LC/MS 프로파일링

소멸계수

단백질 농도 분석

전기영동 패턴

  • 모세관 전기영동 SDS(CE-SDS)
  • 모세관 등전점 전기영동(cIEF)

액체 크로마토그래피 패턴

  • 크기 배제 크로마토그래피(SEC)
  • 이온 교환 크로마토그래피(IEX)

분광학적 프로파일

  • 당사는 공인 협력 연구소를 통해 CD, NMR 및 FTIR 분석 서비스를 제공합니다.
  • 역상 크로마토그래피


분자량과 크기

분자량 측정은 재조합 단백질이 예상대로 합성되었는지 확인하는 데 필수적입니다. 분자량 측정은 잠재적인 서열 변이를 파악하고 당화 등을 포함한 단백질 번역 후 변형에 대한 심층적인 평가를 제공할 수 있습니다. 당사의 고해상도 LC-MS 분석법은 정확한 분자량 정보를 제공하며, 크기 배제 크로마토그래피 및 모세관 전기영동 SDS 분석법을 보완합니다.

저희의 헌신적이고 경험이 풍부한 팀은 손상되지 않은 단백질, 탈당화된 단백질 및 환원된 단백질의 질량을 평가하는 방법을 보유하고 있습니다.

분자량 측정은 단백질의 분자량을 결정하는 과정입니다. 측정된 질량을 기본 서열로부터 예상되는 질량과 비교함으로써 아미노산 조성에 대한 예비적인 확인을 얻을 수 있습니다. 또한, 분자량 분석은 주요 단백질 당형태 및 기타 주요 변형에 대한 정보도 제공합니다.

LC/MS 분석 전에 IgG를 전처리하면 N-글리코실화와 관련된 이질성이 제거됩니다. 이 방법은 글리칸이 부착되지 않은 단백질 골격의 질량을 측정하는 데 사용됩니다. 이 방법은 완전한 질량 데이터와 함께 단백질의 1차 구조를 간접적으로 검증하는 데 활용됩니다.

LC/MS 분석은 개별 경쇄와 중쇄의 분자량을 확인하는 데 사용됩니다. 완전한 형태와 탈당화된 형태의 질량 데이터를 확인하는 것 외에도, 더 작은 단백질 조각에 대한 분석은 이 방법이 미미한 변형에도 더 민감하다는 것을 의미합니다.

저희 팀은 CE-SDS 및 SEC를 사용하여 크기 변이체에 대한 보완적인 분석도 제공할 수 있습니다. 이러한 기술은 분자량 및 크기 이성질체 평가에 대한 상호보완적인 접근 방식을 제공합니다.

자동화, 정량 분석, 빠른 속도 및 높은 효율성 덕분에 CE-SDS 기술은 수동 슬랩 겔 전기영동을 효과적으로 대체하게 되었습니다. 싸토리우스의 CE-SDS 기술은 단백질의 크기 변이체에 대한 정보를 제공합니다. 이 기술은 낮은 분산도와 높은 해상도를 가진 크로마토그래피 방법을 사용하여 단일클론 항체의 고분자량 및 저분자량 변이체를 식별하고 결합 및 기능적 활성에 미치는 영향을 평가합니다. 또한 ICH Q6b에서 요구하는 동일성, 균질성 및 순도에 대한 크로마토그래피 패턴 정보도 제공합니다.

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리퀴드 크롬 패턴

단백질 응집 및 분해 산물, 그리고 이질적인 변이체는 치료용 단일클론 항체의 안정성, 생물학적 활성 및 면역원성에 영향을 미치는 근본적인 특성입니다. 이러한 특성은 클론 세포주의 특성, 제조 공정 또는 약물의 안정성을 나타낼 수 있으며, 이는 생물학적 개발 주기 전반에 걸쳐 필요한 정보입니다.

이 방법은 낮은 분산도와 높은 해상도를 가진 크로마토그래피 기법을 사용하여 단일클론 항체의 고분자량 및 저분자량 변이체를 식별하고, 결합 및 기능적 활성에 미치는 영향을 평가합니다. 또한, 이 방법은 ICH Q6b에서 요구하는 항체의 동일성, 균질성 및 순도에 대한 크로마토그래피 패턴 정보도 제공합니다.

크로마토그래피 방법을 이용하면 등전점(pI)을 기준으로 단백질의 전체 순전하에 따라 단백질을 분리할 수 있습니다. 이온 교환 크로마토그래피(IEX)는 순전하에 미미한 차이가 있는 분자들을 구별하는 데 매우 효과적인 기술입니다. 여러 아미노산 측쇄의 양쪽성 특성 때문에, 이러한 특성은 생물학적 물질의 이질성을 이해하는 데 필수적입니다.

역상 크로마토그래피(RP 크로마토그래피)는 제품 순도에 대한 중요한 정보를 제공함으로써 단클론 항체의 특성 분석을 지원합니다. 분리는 소수성을 기반으로 하므로, RP 크로마토그래피는 크기 배제 크로마토그래피 및 이온 교환 크로마토그래피와 같은 다른 기술과 직교 선택성을 제공합니다. 이는 특히 서로 다른 이황화 결합 구조로 인해 구조적으로 구별되는 형태를 가질 수 있는 IgG2에 적합합니다.

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전기영동 패턴

단백질 응집 및 분해 산물, 그리고 전하 변이체의 이질성은 치료용 단일클론 항체의 안정성, 생물학적 활성 및 면역원성에 영향을 미치는 근본적인 특성입니다. 이러한 특성은 클론 세포주의 특성, 제조 공정 또는 약물의 안정성을 나타낼 수 있으며, 이는 생물학적 개발 주기 전반에 걸쳐 필요한 정보입니다.

Example electropherogram for NIST mAb standard 

자동화, 정량, 속도 및 높은 효율성 덕분에 수동 슬랩 겔 전기영동을 효과적으로 대체하는 기술이 되었습니다. Sartorius의 CE-SDS 기술은 단백질의 크기 변이체에 대한 정보를 제공합니다. 이 기술은 등전점(pI)을 기준으로 전하 변이체를 분리하는 2단계 기술입니다. pI 값은 알려진 pI 값을 가진 단백질 표준을 통해 결정할 수 있습니다. cIEF는 이온 교환 크로마토그래피(IEX)와 함께 수행되는 직교 기술이며 SCIEX 800 시스템을 사용하여 실행됩니다.

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전하 변동 분석

생물학적 제품의 전하 변이는 안정성과 생물학적 기능에 영향을 미칠 수 있습니다. 전하 이질성은 서열 변이(예: C-말단 리신 절단), 화학적 분해 산물(예: 탈아미드화) 및 일부 번역 후 변형(예: 시알산을 함유하는 글리칸)에 의해 발생할 수 있습니다. 이러한 변이는 숙주 세포주 고유의 특성일 수도 있고, 상업적 제조 방법에 의해 유발될 수도 있습니다. 이러한 이질성을 이해하고 관리하는 것은 ICH Q6b의 요구 사항에 내재되어 있습니다.

크로마토그래피 방법을 이용하면 등전점(pI)을 기준으로 단백질의 전체 순전하에 따라 단백질을 분리할 수 있습니다. 이온 교환 크로마토그래피(IEX)는 순전하에 미미한 차이가 있는 분자들을 구별하는 데 매우 효과적인 기술입니다. 여러 아미노산 측쇄의 양쪽성 특성 때문에, 이러한 특성은 생물학적 물질의 이질성을 이해하는 데 필수적입니다.

cIEF는 등전점(pI)을 기준으로 전하 변이체를 분리하는 2단계 기술입니다. pI 값은 알려진 pI 값을 가진 단백질 표준을 통해 결정할 수 있습니다. cIEF는 이온 교환 크로마토그래피(IEX)와 함께 수행되는 직교 기술이며, SCIEX 800 시스템을 사용하여 실행됩니다.

IgG2 동형 단백질에 대한 역상 LC/MS 프로파일링

고해상도 질량 분석기(MS)와 결합된 역상 액체 크로마토그래피(LC)는 단일클론항체(mAb) 치료제의 특성 분석에 강력한 분석 방법입니다. 고성능 분리와 정확한 질량 정보의 조합은 항체의 이질성과 안정성에 대한 상세한 정보를 제공할 수 있습니다. 그러나 현재까지 완전 단백질의 최고 해상도 크로마토그래피 분리는 이온 쌍 시약에 의존해 왔는데, 이는 MS 감도를 저하시킬 수 있습니다. Sartorius는 IgG2 항체의 특성 분석을 용이하게 하기 위해 고해상도 완전 단백질 분리와 높은 MS 감도를 결합한 방법을 개발했습니다. 최근 컬럼 기술의 발전을 활용하여 이 방법은 다양한 IgG2 동형 단백질을 탁월하게 분리해냈으며, 여러 추가적인 단백질 종을 검출했습니다. 또한, 새로운 이온 쌍 시약의 사용은 MS 감도를 향상시켜 각 단백질 종에 대해 고품질 질량 스펙트럼을 얻을 수 있도록 합니다.

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Example electropherogram for NIST mAb standard

분광광도법은 이러한 분석에 널리 사용되는 기술입니다. 특정 파장의 빛을 시료에 통과시켜 흡광도를 측정하는 방식입니다. 방향족 아미노산은 자외선 스펙트럼의 이 영역에서 강한 흡광도를 나타내기 때문에 일반적으로 280nm의 파장을 사용하며, 이 때문에 A280 분석이라고도 합니다. 흡광도는 Beer-Lambert 법칙에 따라 농도와 다음과 같은 관계를 갖습니다. A = εCL (여기서 A는 흡광도, ε는 소광 계수, C는 농도, L은 광경로 길이입니다). 광경로 길이가 고정된 분광광도계를 사용할 경우, 시료의 농도를 기기의 선형 범위 내로 맞추기 위해 신중한 희석이 필요한 경우가 많습니다. 이 과정은 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 희석 과정에서 발생하는 오차는 최종 농도 계산 결과에 오차를 초래할 수 있습니다.

이러한 문제에 대한 해결책은 Beer-Lambert 법칙의 광경로 길이 성분을 변경하는 가변 광경로 기기를 사용하는 것입니다. 농도 대신 광경로 길이를 변경함으로써 일반적으로 희석이 필요하지 않습니다. Sartorius에서 개발한 분석법은 정확하고 정밀합니다. 고정 광경로 분광광도계에 비해 짧은 시간 안에 많은 양의 시료를 분석할 수 있습니다. 또 다른 장점은 분석 후 시료를 회수할 수 있다는 점인데, 이는 특히 소량의 시료만 사용할 수 있고 여러 가지 검사가 필요한 경우에 유용합니다.

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