Übersicht
Das PEAQ-DSC Automated, eine MicroCal-Technologie, weist einen hohen Durchsatz und eine hohe Empfindlichkeit auf. Es verfügt über Software, die die Arbeitsabläufe optimiert, indem sie den Versuchsaufbau vereinfacht und flexible Gerätezeitpläne ermöglicht.
Die automatisierte Datenanalyse unterstützt die Generierung von thermischen Stabilitätsdaten mit hoher Integrität sowie die Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen. Gleichzeitig ermöglicht sie eine einfache Integration in bestehende Systeme zur Datenverarbeitung und -übertragung.
Das PEAQ-DSC ist auch als manuell bedienbares System ohne Autosampler erhältlich.
Hauptmerkmale
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Bewährtes stabilitätsanzeigendes Verfahren mit minimaler Assay-Entwicklung
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Direkte und markierungsfreie Messung der Stabilität von Biomolekülen in der nativen Form in Lösung
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Handelsübliche 96er-Mikrotiterplatten gewährleisten eine hohe Kapazität und einfaches Laden. Das Gerät kann bis zu 6 Platten temperaturgeregelt aufnehmen.
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Der vollständig integrierte Autosampler ermöglicht die unbeaufsichtigte Analyse von bis zu 50 Proben pro Tag.
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Die automatisierten Zellenbefüllungs- und -reinigungsfunktionen ermöglichen einen unbeaufsichtigten Betrieb.
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Messung sehr hoher Bindungskonstanten, bis zu 1020M-1
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Die leistungsstarke Software MicroCal PEAQ-DSC verringert den Zeitaufwand für die Datenanalyse
Daten und Software
Die vom MicroCal PEAQ-DSC Automated generierten Daten sind eine wichtige Orientierungshilfe für die biopharmazeutische Entwicklung. Dazu gehören das Protein-Engineering, die Entwicklung von (Prä-) Formulierungen, die Prozessentwicklung, die Änderungskontrolle in der Herstellung sowie Biosimilaritäts- und Biokomparabilitätsstudien. Der unbeaufsichtigte Betrieb ermöglicht Untersuchungen rund um die Uhr.
Die integrierte Software optimiert die Arbeitsabläufe, vereinfacht die Erstellung von objektiven Datenanalysen und Leistungsqualifizierungen und gewährleistet die Einhaltung der Vorschriften nach 21 CFR Part 11 und Annex 11. Das Ergebnis sind Daten mit hoher Integrität und eine gesteigerte Produktivität in der biopharmazeutischen Forschung.
Die leistungsstarke Software MicroCal PEAQ-DSC verringert den Zeitaufwand für die Datenanalyse. Sie umfasst folgende Module:
- PEAQ-Compliance: Das System ist mit dem Malvern Access Controller (MAC) erhältlich, um den Zugriff auf benutzerdefinierte SOPs und Datenanalysefunktionen zu beschränken. Der Report Generator ermöglicht die Anzeige der Daten mitsamt Benutzerinformationen und eine elektronische Signierung. Hierdurch werden die Integration des Workflows in das Qualitätssystem Ihres Unternehmens und die Einhaltung der Vorschriften nach 21 CFR Part 11 und Annex 11 erleichtert. Diese Komponente ist als optionales Zubehör erhältlich.
- PEAQ-Performance: Automatische Erkennung und Validierung der Systembereitschaft für optimale Leistung
- PEAQ-Smart (inklusive PEAQ-Finder): Für SOP-basierte Bedienung und Datenanalyse. Verfügt über neue Algorithmen, mit denen selbst kleinste Peaks und Schultern detektiert werden können. Hierdurch wird die automatische, objektive Erkennung von Mehrfachübergängen vereinfacht, wie sie bei Multidomänen-Proteinen beobachtet werden.
- PEAQ-Compare: Für den quantitativen Vergleich von DSC-Kurven im Rahmen von Vergleichbarkeitsstudien. Ideal geeignet für Chargenvergleichsuntersuchungen und Biosimilaritätsstudien.
- Netzwerkfähig: Versand von E-Mail-Benachrichtigungen während der Analyse zur zeitnahen Information über den Fortschritt des Assays
What is DSC?
Die dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) ist ein leistungsstarkes Analysewerkzeug zur Charakterisierung der thermischen Stabilität von Proteinen und anderen Biomolekülen. Das Verfahren bestimmt die Enthalpie (ΔH) und die Temperatur (Tm) thermisch induzierter struktureller Übergänge von Molekülen in Lösung. Diese Daten liefern wertvolle Erkenntnisse über die Faktoren, die Proteine, Nukleinsäuren, mizellare Komplexe und andere makromolekulare Systeme stabilisieren bzw. destabilisieren.
Anhand der Daten kann die Haltbarkeit von biomolekularen Produkten bzw. Biopharmazeutika vorhergesagt werden. Sie ermöglichen den Vergleich zwischen Chargen sowie den Vergleich von Biosimilars mit innovativen Molekülen. Und sie können zur Entwicklung von Aufreinigungsstrategien, zur Charakterisierung und Beurteilung von Proteinkonstrukten und zur Klassifizierung der Affinitäten von Liganden zu ihren Zielproteinen in der Erforschung kleinmolekularer Wirkstoffe herangezogen werden.
Die Datenanalyse und die gemessenen bzw. abgeleiteten Parameter werden auf der Technologieseite Dynamische Differenzkalorimetrie ausführlicher beschrieben.
Funktionsweise
Die von Proteinen und anderen Makromolekülen gebildeten funktionellen Strukturen erfahren häufig thermisch induzierte Konformationsänderungen, wie z. B. eine Entfaltung. Diese strukturellen Umlagerungen bewirken eine Wärmeaufnahme infolge der Umverteilung nichtkovalenter Bindungen innerhalb des Moleküls. Diese Wärmeaufnahme kann mit DSC-Kalorimetern sehr genau gemessen werden.
Die thermische Messkammer des MicroCal PEAQ-DSC enthält eine Probenzelle (mit der zu untersuchenden Probe) und eine Referenzzelle (mit einer abgestimmten Pufferlösung). Beide Zellen befinden sich innerhalb eines Isoliermantels. Diese beiden Zellen werden stets auf gleicher Temperatur gehalten, und während einer Messung werden sie mit einer konstanten Heizrate erwärmt.
Bei der Entfaltung des Moleküls in der Probe wird Wärme aufgenommen. Dadurch entsteht ein Temperaturunterschied (ΔT) zwischen der Proben- und der Referenzzelle. Es ergibt sich ein Temperaturgefälle zwischen den beiden Seiten der Peltier-Elemente und somit eine proportionale elektrische Spannung. Diese dient wiederum als Steuergröße für einen Regelkreis, durch den ΔT über die Peltier-Elemente auf null ausgeregelt wird.
Da die Proteinentfaltung ein endothermer Vorgang ist, wird im Thermogramm eine positive Auslenkung beobachtet. Der Hochpunkt dieses Proteinübergangs ist der Tm-Wert, und die Fläche unter der Kurve entspricht der Enthalpie (ΔH) des Entfaltungsprozesses (siehe Abbildung unten).
Anwendungen
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- Entdeckung, Entwicklung und Herstellung von Biotherapeutika
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Das PEAQ-DSC Automated wird in der gesamten biopharmazeutischen Industrie geschätzt, um wertvolle Stabilitätsdaten für Biotherapeutika in den Bereichen Entdeckung, Entwicklung und Herstellung bereitzustellen. Dies liegt an der universellen Natur der Detektionsmethode, der Fähigkeit, sehr subtile Änderungen in der Konformation biologischer Arzneimittel zu erkennen, und an der hohen Reproduzierbarkeit der Daten.
Webinar: Lösen Sie Stabilitätsprobleme in der Präformulierung und Prozessentwicklung mit DSC
Anwendungsnotiz: Verwendung der differentiellen Scanning-Kalorimetrie zur Beschleunigung der Entwicklung flüssiger Formulierungen für proteinbasierte Biopharmazeutika
- Biosimilarität und Vergleichbarkeit
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Die hohe Reproduzierbarkeit der MicroCal PEAQ-DSC-Instrumente und die Fähigkeit der Methode, selbst Änderungen an einer einzelnen Aminosäure in einem Protein zu erkennen, sind die Hauptgründe für den Einsatz von DSC-Daten in Zulassungsanträgen für Biosimilars. Die MicroCal PEAQ-DSC-Software verfügt über ein Biosimilaritäts-Tool zum statistischen Vergleich mit dem Originalpräparat.
- Charakterisierung von Antikörper-Wirkstoff-Konjugaten und Impfstoffen
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DSC, DLS und andere biophysikalische Techniken können eingesetzt werden, um die Stabilität von Antikörper-Wirkstoff-Kandidaten und die Auswirkungen des Antikörper-Wirkstoff-Verhältnisses auf ihre Stabilität und Aggregationsneigung zu untersuchen. Das untenstehende Beispiel zeigt außerdem, wie die DSC zur Messung der Inaktivierungskinetik durch Erhitzen über einen weiten Bereich von Scangeschwindigkeiten eingesetzt werden kann.
Webinar: Biophysikalische und Stabilitätscharakterisierung von Antikörper-Wirkstoff-Konjugaten
