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바이오 의약품 내 단백질 응집체의 새로운 검출 기법 - Sub-visible particle을 중심으로

한국쇼코츠쇼(주)가 '2024 KOREA LAB’ 전시기간 중 발표한 ‘바이오 의약품 내 단백질 응집체의 새로운 검출 기법 - Sub-visible particle을 중심으로’의 세미나 내용은 다음과 같다.

단백질 응집체의 검출과 정량에는 크기 범위와 목적에 따라 다양한 기법이 있는 것으로 알려져 있다. 올리고머로부터 서브마이크로 영역의 정량에는, SEC나, FFF, 원심 분석 AUC라고 하는 방법이 사용되고 있고, 서브마이크로 영역의 정량에는, 나노 트래킹 분석(NTA)등도 사용되고 있다.
한편, 미립자(Sub-visible particle) 영역의 단백질 응집체를 포함한 정량에는 광 차폐법이 사용되어왔지만, 단백질과 이물질을 구별하여 정량 할 필요가 있기 때문에 화상 해석 기술인 MFI가 사용되어왔다. 하지만 이 방식은 검출 효율이 낮거나 오염, 기포의 영향을 받는 문재를 내포하고 있다.
Spheryx의 xSight는 THC(Total Holographic characterization)이라는 독자적인 기법을 사용하여 기존 방식의 단점을 해결한 새로운 장치이다. [그림 1.]

[그림 1. Spheryx의 xSight]

xSight의 가장 큰 특징은 개별 입자의 크기와 굴절률을 동시에 측정할 수 있다는 점이 있다.
또한, 굴절률 정보를 바탕으로 같은 크기의 입자라고 하더라도 각각의 입자를 구별&식별이 가능하기 때문에 성분별로 입도 분포를 구할 수도 있다.
바이오 의약품에서는 단백질 응집 입자와 실리콘 오일, 유리 지방산 등을 쉽게 구분할 수 있다. [그림 2.]

- 측정 가능 범위: 0.5~10μm(500~10,000nm)
- 샘플 loading: 30μL
- 특수한 Sample cell을 사용하여 교차 오염 우려 없음

[그림 2. 샘플 Cell 및 Loading 방법, 트레이에 로딩 후 Start만 하면 분석이 바로 시작되는 간단한 구조를 가지고 있다.]

측정부에서는 레이저가 조사되어 산란되는 입자의 홀로그램 상을 관측한다.
xSight는 이 홀로그램을 산란이론(Lorenz-Mie)을 이용해 해석하여 입자 하나하나의 지금과 굴절률을 측정할 수 있다. [그림 3.]

[그림 3. 측정 원리, x축은 굴절률, y축은 입자크기, 노란색에 가까워질수록 해당 부분에 분포도가 높다고 해석한다.]


① 측정 사례: 단백질 의약품 주사액에 포함된 응집체 & 실리콘 오일의 분석 [그림 4.]

[그림 4. 단백질 의약품 주사액에 포함된 응집체 & 실리콘 오일의 분석]

위 사례는 단백질 의약품 주사액에 포함된 단백질 의약품, 그 응집체와 실리콘 오일을 분석한 사례이다. 이와 같이 굴절률이 다름을 이용하여 비슷한 크기를 가지더라도 정량적으로 구별할 수 있다.

② 측정 사례: 단백질 의약품에 포함된 Polysorbate 80 붕괴에 따른 올레산(Oleic acid) 에멀젼 분석 [그림 5.]


[그림 5. 단백질 의약품에 포함된 Polysorbate 80 붕괴에 따른 올레산(Oleic acid) 에멀젼 분석]

위 사례는 단백질 응집체와 계면활성제인 PS80의 열화로 인해 발생하는 올레산의 에멀젼을 측정한 사례이다. 마찬가지로 굴절률 차이를 바탕으로 각각을 식별&정량 할 수 있음을 알 수 있다.

이와 같이 xSight는 다른 장비와는 다른 입자&굴절률의 복합적인 접근을 통해 각각의 입자를 정량적으로 식별하고 구별하는 것이 가능하다는 특징을 가지고 있다. 이는 향후 단백질 의약품 품질 관리에 있어 중요한 포인트가 될 수 있으며, xSight를 통해 신뢰성이 높은 분석을 수행할 수 있다.

‘바이오 의약품 내 단백질 응집체의 새로운 검출 기법 - Sub-visible article을 중심으로’에 대한 궁금한 내용은 본 원고자료를 제공한 한국쇼코츠쇼(주)를 통하여 확인할 수 있다.
 

참고문헌/참고자료(Reference): https://www.shokokorea.co.kr/archives-2/?uid=41&mod=document&pageid=1(xSight의 THC를 이용한 단백질 응집체의 감지, 구별 및 계산)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     
Model Name(모델명): xSight
The Person in Charge(담당자): Eiichi-Tsuruta
Maker(제조사): Spheryx, Inc.
Country of Origin(원산지): USA
e-mail: eiichi-tsuruta@shoko.co.jp
Data Services(자료제공): Spheryx, Inc.

<이 기사는 사이언스21 매거진 2024년 10월호에 게재 되었습니다.>                                                

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