ソリューション17

連続クロマトグラフィーを用いた
製造工程の効率化連続クロマトグラフィーAKTA pcc

バイオ医薬品製造におけるダウンストリームの工程では、不純物を取り除くためにクロマトグラフィーが使用されています。
高度化するバイオ医薬品製造では、この精製をより高純度にかつ効率よく行うための技術が常に求められています。
ここでは抗体精製を例に、Periodic Counter Current(PCC)chromatography、Straight-Through Processing(STP)を用いて効率化を図ったアプリケーションをご紹介します。
この2つの手法を組み合せることで、担体の結合容量を最大限に引き上げられるため、カラムのサイズダウンを図ることができます。 また、STPにより連続的に送液を行うことができ、時間短縮が可能となり、受けタンクなどの設備が少なく済むというメリットがあります。 抗体のキャプチャーはProtein AをベースとしたMabSelect SuRe LX担体を充填した3つのカラムを使用し、AKTA pcc 75でコントロールしました(図1、2)。
AKTA pcc 75は最大4つまでのカラムを同時に接続してコントロールすることが可能です。
カラムの出入り口でUV測定しているため、カラムにどれだけのタンパク質が結合しているかモニターできます(図2)。
ポリッシングステップでは、AKTA pure*1を使用したSTPを採用し、Capto S ImpActを用いたbind-elute mode(B/E)とCapto adhereを用いたflow-through mode(FT)を続けて行いました(図3)。結果を図4に示します。
Capto S ImpActから溶出されたサンプルがすぐに次のカラムに流れるため、精製時間が短縮できたことがわかります。
  • ステップ1
    清澄化した細胞培養上清をカラム1、2に流します(赤)。
  • ステップ2
    カラム1の結合容量が規定量に達すると、カラム2が最初のカラムになり、続いてカラム3にも結合を開始します。カラム1は洗浄、溶出、再生、CIPを経て平衡化されます(黄色)。
  • ステップ3
    カラム2の結合容量が規定量に達すると、カラム3が最初のカラムになり、続いてカラム1に細胞培養上清が流れます。カラム2が今度は洗浄、溶出、再生、CIPの工程に入ります。

このように連続的にクロマトグラフィーのステップを組むことをPCCと呼びます。

図1. 3カラム連続クロマトグラフィーのステップ

図2.AKTA pcc 75を使用した連続クロマトグラフィーのフロー
A) 3ステップのPCC流路図
B) カラムの出入口でUV測定してタンパク質量をモニターします。時間でのコントロール法よりも正確にカラムに結合しているタンパク質の量を確認できます。

図3. AKTA pure*1を使用したSTPにおけるポリッシングステップの流れ
Column 1の溶出後、Column 2の至適条件に合わせるため、24 mM NaOHと50 mMリン酸ナトリウムでサンプル調製しています。

図4. AKTA pure*1を使用したポリッシング時のクロマトグラム
Column 1のCapto S ImpActのクロマトグラムは青線、Column 2のCapto adhereは緑、回収したフロースルーは水色で示しています。

*1 各種オプションを追加する必要があります。
*2 図中のElutionの工程は、洗浄、溶出、再生、CIP、平衡化を含みます。

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