MicroCal PEAQ-DSC automatizado

Análisis de referencia de estabilidad de proteínas para un ambiente regulado

El sistema MicroCal PEAQ-DSC automatizado ofrece un alto rendimiento, un análisis altamente sensible de estabilidad de proteínas con un bajo uso de muestras, en una plataforma automatizada e integrada para una mayor productividad.  Todas las funciones de llenado y limpieza de celda están completamente automatizadas para una operación autónoma.

Los datos generados por el sistema MicroCal PEAQ-DSC automatizado entregan una orientación fundamental para el desarrollo biofarmacéutico en la ingeniería de proteínas, el desarrollo de la formulación (previa), el desarrollo de procesos, el control de los cambios en la fabricación y los estudios de biosimilitud y biocomparabilidad. La operación autónoma permite realizar pruebas durante 24 horas, mientras que el software agiliza el flujo de trabajo, facilita el análisis no subjetivo de los datos, la calificación del desempeño y el cumplimiento de las normas 21 CFR Part 11 y Annex 11. Asimismo, genera datos de alta integridad y aumenta la productividad en la investigación biofarmacéutica.

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Información general

La calorimetría de barrido diferencial (DSC) es una potente herramienta de análisis para la caracterización de la estabilidad térmica de proteínas y otras biomoléculas. La técnica mide la entalpía (ΔH) y la temperatura (Tm) de las transiciones estructurales inducidas por calor de moléculas en solución. Esta información permite conocer en profundidad los factores que estabilizan o desestabilizan las proteínas, los ácidos nucleicos, los complejos micelares y otros sistemas macromoleculares. Los datos se utilizan para predecir la vida útil de productos biomoleculares, incluso biofarmacéuticos, para poder realizar comparaciones lote a lote y de medicamento biosimilar versus molécula innovadora, para desarrollar estrategias de purificación, para caracterizar y evaluar constructos de proteínas, y para calificar las afinidades de ligandos con sus proteínas dianas en programas de descubrimiento de medicamentos de pequeñas moléculas.

El sistema MicroCal PEAQ-DSC automatizado de alto rendimiento y alta sensibilidad cuenta con un software que optimiza el flujo de trabajo a través de una configuración experimental simplificada y una programación flexible del instrumento. El análisis de datos automatizado permite generar datos de estabilidad térmica de alta integridad y cumplir con requisitos regulatorios, a la vez que permite la integración sencilla en sistemas de manipulación y transferencia de datos existentes.

Características clave

  • Técnica de referencia indicadora de estabilidad que requiere de un desarrollo mínimo de ensayo 
  • Medición directa y libre de marcadores de la estabilidad biomolecular en estado nativo en solución 
  • Formato estándar de placa de 96 pozos de alta capacidad y facilidad de carga, con un almacenamiento controlado por termostato de hasta 6 placas
  • El muestreador automático totalmente integrado permite analizar hasta 50 muestras por día sin intervención
  • Las funciones automatizadas de llenado y limpieza de celdas permiten una operación autónoma 
  • Mide constantes de enlace muy ajustadas de hasta 1020M-1.
  • El potente software MicroCal PEAQ-DSC minimiza el tiempo habitual de análisis de datos e incluye:
    • PEAQ-Compliance: el sistema cuenta con Malvern Access Controller (MAC) para limitar el acceso a SOP definidos por usuario y a las funciones de análisis de datos. Los datos se pueden mostrar usando el generador de reportes con detalles del usuario y la habilidad de incorporar firmas electrónicas para facilitar la integración del flujo de trabajo en el sistema de calidad de su empresa y ayudar en el cumplimiento de las normas 21 CFR Part 11 y Annex 11. Esto se incluye como un accesorio opcional.
    • PEAQ-Performance: detecta y valida automáticamente la disponibilidad del sistema para un desempeño óptimo.
    • PEAQ-Smart (incluido PEAQ-Finder): para operaciones y análisis de datos basados en SOP  Proporciona nuevos algoritmos para detectar incluso picos y picos adyacentes imperceptibles, lo que facilita la identificación automática no subjetiva de varias transiciones, como las que se observan en proteínas multidominio.
    • PEAQ-Compare: para la comparación cuantitativa de trazas de DSC para estudios de comparabilidad, ideal para estudios de lote a lote y biosimilitud
    • Apto para trabajar en red: actualizaciones por correo electrónico enviadas durante el análisis para mantenerlo informado del progreso del ensayo

El sistema MicroCal PEAQ-DSC está también disponible como un sistema manual sin muestreador automático.

Cómo funciona

Por lo general, las estructuras funcionales formadas por proteínas y otras macromoléculas sufren cambios conformacionales inducidos por la temperatura, como el despliegue. Estos cambios permiten la absorción del calor como resultado de la redistribución de enlaces no covalentes dentro de la molécula. Los calorímetros de barrido diferencial miden esta absorción de calor de manera muy precisa.

El núcleo térmico del sistema MicroCal PEAQ-DSC automatizado posee una celda para muestras (que contiene la muestra de interés) y una celda de referencia (que contiene una solución tampón compatible), las cuales están alojadas dentro de un recubrimiento térmico. Estas dos celdas se mantienen siempre a la misma temperatura y, durante la medición, se calientan con un incremento de barrido constante. 

A medida que se despliega la molécula dentro de la celda para muestras, se absorbe el calor, lo que crea una diferencia de temperatura (ΔT) dentro de la celda para muestras y la celda de referencia. Esto genera un gradiente térmico en todas las unidades Peltier, lo que crea un voltaje proporcional que, a su vez, se convierte en energía para formar un bucle de retroalimentación para las unidades Peltier, con el fin de regresar la ΔT a cero.

Dado que el despliegue de la proteína es un evento endotérmico, se observa como un desplazamiento positivo en el termograma. El punto medio de esta transición de 'fusión' de la proteína es la Tm y el área bajo la curva es la entalpía (ΔH) del proceso de despliegue (consulte la ilustración más abajo).

Cómo funciona el sistema MicroCal-PEAQ-DSC automatizado

El análisis de datos y los parámetros medidos/derivados se describen de forma más detallada en la página de tecnología de calorimetría de barrido diferencial.

Especificación

Información general

Tecnología Calorimetría de barrido diferencial
Tipo de medición
Punto medio de temperatura (TM)
Entalpía (ΔH)
Cambio en la capacidad térmica (∆Cp)

Celda

Celda Capillary
Material de celda Tantalum
Volumen de celda 130 μL

Muestra

Capacidad de muestra 288 (6 × placas de 96 pozos)
Volúmen de muestra 325 µL
Típica concentración de muestra 0,01 mg/mL – 10 mg/mL 1
Rendimiento de muestra ≤ 50 muestras/día
Rango de temperatura de muestra 4 °C - 40 °C

Sistema

Ruido 0,05 µCal/°C 2
Repetibilidad de línea de base 1 μCal/°C 2
Tiempo de respuesta 5 s 2
Repetibilidad <0,2 µCal/°C 3
Reproducibilidad < 0,08 °C desviación Dev. TM y <2% RSD en ΔH 4
Reproducibilidad del sistema < 0,1 °C desviación Dev. TM y <5% RSD en ΔH 4
Múltiples funciones de información Sí (pasivo, alta ganancia y baja ganancia)
Rango de temperatura 2 °C a 130 °C 2, 5
Velocidad de exploración máxima 240 °C/h
Escaneo invertido
Calorimetría de alteración de la presión (PPC) N/D
Rutinas de limpieza 3 rutinas previamente programadas
Disolventes de limpieza Agua y detergente utilizados como estándar

Software

21 CFR Part 11 Sí, con opción de software PEAQ-Compliance
Listo para conectarse en red Sí, con capacidad de alerta por correo electrónico

Entorno de operación

Temperatura de operación (°C) +10°C a +28°C
Temperatura de almacenamiento -20 °C a +50 °C
Humedad 10% a 70%, sin condensación (10% a 90% para almacenamiento)
Grado de protección (IP) IP21
Potencia 100-240 V CA, 50/60 Hz, 70 W (celda), 400 W (máximo, muestreador automático), PC si está disponible
Certificación CE (EN61010-1), EMC (EN61326-2-1, EN61326-1, FCC, ICES, VCCI), ISO9001:2008

Peso y dimensiones

Dimensiones (ancho, fondo, altura) 101 cm × 68 cm × 70 cm
Peso Aprox. 25 kg

Notas

1 Depende de la muestra

Resultados típicos para la ribonucleasa (RNase) en 50 mM KAc en solución buffer en pH 5,5 a 60 °C/h con comentarios altos

3 Nuevos barridos de una solución buffer estable

4 Usando ribonucleasa (RNasa)

5 El intervalo se puede ampliar hasta -10 °C bajo solicitud

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no
Soporte telefónico y por correo electrónico
no
Respuesta prioritaria
no
Visitas de reparación de emergencia*
no
Piezas incluidas
no
no
Soporte técnico y de software
IQ/OQ (Pharma)***

*incluye costos de mano de obra y desplazamiento***disponible a un costo adicional

In the current state DSC is one of the key approaches to the successful development of biopharmaceuticals

Sorina Morar-Mitrica, Ph.D — GlaxoSmithKline