Upptäck aggregation innan kvantitet och produktkvalitet påverkas
Få insikter om proteinkoncentration och aggregation under UF/DF i realtid. Integrerad Ramanövervakning gör det möjligt att fatta beslut under själva processen, och förvandlar därmed reningen nedströms till en kontrollerad och beslutsstyrd process – inte något som behöver korrigeras i efterhand.
Där UF/DF förlorar tid (och försämrar avkastningen)
Ultrafiltrering/diafiltrering (UF/DF) är ett av de mest dynamiska stegen i bearbetning nedströms. Det utförs vanligtvis efter rening med kromatografi och omedelbart före slutlig formulering och fyllningsfinish, vilket gör det till sista möjligheten att korrigera koncentration, buffertsammansättning och aggregationsrisk innan läkemedelssubstansen är fastställd.
Proteinkoncentration, buffertsammansättning och aggregationsbenägenhet kan ändras snabbt – ändå förlitar sig de flesta processöverförings- och processtyrningsstrategierna fortfarande på extraktiv, fördröjd analys. Under UF/DF exponeras proteinerna för höga lokala koncentrationer, tvärkrafter och snabba buffertutbyten, vilka alla ökar risken för aggregation vid exakt den tidpunkt då materialvärdet är som högst.
I takt med att processerna uppströms intensifieras blir fönstret för rening nedströms allt snävare. Att vänta på resultat offline innebär att:
- Aggregationsproblem detekteras efter att man redan har förlorat produkter
- UF-/DF-processerna pausas i onödan
- Korrigerande åtgärder sätts in för sent för att få effekt
Resultatet blir fragmenterade arbetsflöden, längre cykeltider och ökad risk för sämre produktkvalitet. Eftersom UF/DF sker senare vid bearbetning nedströms resulterar aggregation som detekteras efter avslutad batch ofta i oåterkalleliga kassationer, omarbetningar eller icke godkända batcher, istället för en enkel justering av parametrarna.
Se reningsstatus – inte bara systemstatus
Konventionell mätning i realtid under UF/DF indikerar inte huruvida aggregationen ökar eller om buffertutbytet verkligen har slutförts. Detta är insikter som man bara kan få genom analys offline, inte i realtid. Den integrerade Ramanspektroskopianalysen – en processanalytisk teknik (PAT) – som har bäddats in i UF-/DF-flödet, tillhandahåller kontinuerlig, icke-extraktiv insyn i reningsprocessen medan den pågår.
Istället för att fastställa processens status utifrån tryck, flöde eller volym, får team en direkt inblick i:
- Proteinkoncentrationens utveckling under UF och slutlig koncentration
- Buffertutbytets förlopp under diafiltrering
- Spektrala signaturer kopplade till aggregationsbeteende
Denna distinktion är avgörande eftersom produktkvalitetsattribut utvecklas oberoende av den hydrauliska stabiliteten under UF/DF.
Analyser som håller jämna steg med hastigheten nedströms
Övervakning med Ramanspektroskopi tillämpas via en flödesbaseradRamanarmatur som har tagits fram särskilt för reningskanaler nedströms.
Installationen stödjer:
- UF-/DF-flöden med låga volymer och låg turbiditet
- Sterila processer med återanvändbara flödesceller eller flödesceller för engångsbruk
- Integrering i utvecklingsmiljöer med en kanal mot cGMP-produktion
Genom att bädda in analystekniken direkt i flödet håller sig systemet till de hastighets- och volymbegränsningar som finns inom modern bearbetning nedströms (DSP).
Ingrip innan aggregation resulterar i kassation
Nä insikter görs tillgängliga nedströms under UF/DF, flyttas besluten med tiden uppströms. Om aggregationsrelaterade spektrala trender uppdagas i processen kan team fortfarande justera koncentrationsnivåerna, modifiera diafiltreringens buffertutbyte eller stoppa processen innan den slutliga koncentrationen fastställs, istället för att man upptäcker problemet senare via analysmetoder offline, som exempelvis storleksexkluderande kromatografi (SEC).
Genom att implementera mångsidig PAT som ger mycket specifika processinsikter med flera analyser i realtid, behöver team inte längre vänta på bekräftelse efter att processen har slutförts för att förstå vad som har skett. De kan:
- Upptäcka tidiga aggregationstrender medan UF-/DF-processen fortfarande kan räddas, vilket möjliggör korrigerande åtgärder innan produkterna eller kvaliteten påverkas oåterkalleligt
- Justera driftförhållandena medan processen fortfarande är igång
- Undvika onödiga avbrott i processen
- Korta ner utvecklingscyklerna genom att reducera antalet omarbetningar och upprepningar
Vad förbättras vid integrerad övervakning av UF-/DF-processen
Team som tillämpar integrerad Ramanspektroskopi under UF/DF kan dokumentera tydliga förbättringar nedströms, bland annat:
- Kortare UF-/DF-cykeltider genom att eliminera väntetiden för analyser
- Mindre produktsvinn tack vare tidigare detektering av aggregation
- Jämnare kvalitet mellan batcherna i biosimilar produktionskörning
- Färre manuella ingrepp och justeringar i efterhand
- Snabbare DSP-utveckling som möjliggörs tack vare en PAT‑kompatibel förståelse för processen
Förutom att skydda avkastningen, skyddar tidigare insikter i aggregationen läkemedelssubstansens effektivitet, farmakokinetik samt immunogenicitetsrisk och regulatorisk acceptans – vilka alla direkt påverkas av aggregerade nivåer i biofarmaceutiska produkter. Dessa fördelar förstärks över kampanjer, vilket sänker kostnaderna för produkten och gör att man får ut den på marknaden snabbare.
UF-/DF-övervakning i realtid vid Alvotech
I en utvecklingsstudie för nedströmsprocesser implementerade Alvotech integrerad Ramanspektroskopi för realtidsövervakning av proteinrening under UF/DF. Målet var inte bara att observera processen, utan att fastställa huruvida aggregationsrisken kunde identifieras tillräckligt tidigt under UF/DF för att påverka beslut nedströms i realtid.
Metoden gjorde det möjligt att fatta beslut i realtid, som till exempel:
- Spåra koncentrationsförändringar och andra processparametrar i realtid
- Upptäcka aggregationsrelaterade spektrala beteenden
- Ta fram prediktiva modeller som kombinerar integrerad Ramanspektroskopi med befintliga analytiska referenser
Utöver det analytiska resultatet demonstrerade implementeringen hur integrerad Ramanspektroskopi kan omdana utvecklingsdynamiken nedströms – vilket reducerar fragmentering och möjliggör snabbare och mer förtroendebaserade beslut om reningsprocessen för att säkerställa produktkvaliteten.
Varför välja Endress+Hauser?
Endress+Hauser stödjer nedströms- och PAT-team från processförståelse till modellutveckling och implementering, och hjälper till att översätta Ramanspektroskopikapacitet till beslutsstabila UF-/DF-flöden.
Fokuset ligger inte enbart på instrumenteringen, utan på att möjliggöra tidigare ingrepp, ökat produktionsskydd och mer motståndskraftiga nedströmsprocesser inom biofarmaceutisk produktion.
Inför insikter i nedströmsprocesser i realtid
Denna E-bok förklarar hur Ramangenomströmningsarmaturen möjliggör integrerad, mätning i realtid direkt i nedströmsprocesser. Ta reda på hur kontinuerlig övervakning av koncentration och sammansättning stöder tidigare förståelse, säkrare beslut och förbättrad kontroll över nedströmsenheter – utan att enbart förlita sig på fördröjd analys offline.
Boken tar upp:
- Var integrerad Ramanmätning ger mervärde i bearbetningssteg nedströms
- Hur trender i koncentration och sammansättning i realtid kan förbättra beslutsfattandets tajming
- Varför genomflödesmätning av mikrovolymer lämpar sig för utvecklings- och uppskalningsflöden
- Hur team kan reducera fördröjda analyser samtidigt som de ökar förståelsen för processen och gör den mer motståndskraftig
