Charakterisierung von biopharmazeutischen Formulierungen

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Aggregationen verstehen

Ist nun die jeweilige Anzahl der Partikel erfasst, ist vielfach immer noch nicht verstanden, was zum Aggregationsprozess geführt hat. So stellt sich häufig die Frage, ob es eine Strukturänderung des Proteins ist oder ein kolloidaler Prozess, der zur Aggregation geführt hat.

• DLS-Raman: Für molekulare Änderungen der Struktur von Antikörpern, die ebenfalls Auslöser für eine Aggregation sein können ist ein Einblick in diese Strukturen (alpha-helizes, beta-sheets) nötig. Bisherige Techniken können die Partikel nur als Folge dieser Strukturänderungen erfassen. Mit dem neuen Zetasizer Helix, der die Techniken von DLS und Raman-Spektroskopie vereint, können diese Parameter direkt, unter gleichen Konditionen, gemessen werden. So kann z.B. bei der gleichen Temperatur die Größenänderung eines therapeutischen Antikörpers mittels dynamischer Lichstreuung über einen Zeitraum verfolgt, und auch die strukturellen Änderungen über die Änderungen im Raman-Spektrum gemessen werden. Es lassen sich so mittels der Raman-Spektroskopie Einblicke in die Sekundär- und Tertiar-Struktur von Proteinen gewinnen, was Rückschlüsse auf die Ursache der Aggregation erlaubt. Zusätzlich kann das Gerät zur eindeutigen, chemischen Identifizierung von Partikeln im Größenbereich von 0,2 nm bis 10 µm mittels des Raman-Spektrogramms verwendet werden. Dabei wird das Raman-Spektrum aufgenommen und über eine Datenbank die Substanz identifiziert.

• Imaging-Raman: Liegt die Größe der Partikel über 3 µm, so können Partikel mittels eines mikroskopischen Verfahrens analysiert werden. Das Morphologie G3-ID ist ein vollautomatisiertes Imaging-System und kann Partikel beispielsweise in der Formulierung oder im Prozess hinsichtlich Größe, Form und Anzahl charakterisieren. Darüber hinaus kann das System zusätzlich deren Ursprung mittels Raman-Spektroskopie bestimmen. Das Gerät analysiert Partikel aus Dispersion, in Pulverform, Filtern oder kleineren Tropfen (Objektträger).

• GPC/SEC: Im Biopharma-Bereich spielt auch die exakte Analyse der verwendeten Moleküle hinsichtlich Molekulargewicht und Oligomerisierungszustand eine Rolle. Mit GPC/SEC können Moleküle in dieser Hinsicht hervorragend charakterisiert werden. So kann neben dem Molekulargewicht des Antikörpers auch aufgeschlüsselt werden, ob er in einer Formulierung als Monomer, als Oligomer oder in höheren Aggregaten vorliegt. Weiterhin kann z.B. auch die Pegylierung von Proteinen verfolgt werden, um sicherzustellen, dass der Vorgang erfolgreich war.

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