バイオプロセスでCLDが遅くなる理由
細胞株開発（CLD）において、特にミリリットル単位の培養液の大型クローンパネルのスクリーニング時、細胞成長に関する情報の取得が決定段階の後になると開発期間が延びます。超微量インラインラマン分光分析は、生細胞濃度（VCC）/生存率のトレンドを早期検知のためのスクリーニングに利用できる動作信号に変換します。ランク付けの高速化、再試験回数の低減、培養量の維持を図りつつ、ワークフローを将来的な自動化にも対応できるようにします。
クローンのスクリーニングプロセスは、分析の問題のように見えて実はスループットの問題です。細胞を測定することはできても、速さが十分でなく一貫性に欠け、貴重な培養液を早期に消費してしまうことがあります。VCCに関する情報取得が遅くなると、ダウンストリームでの選択も遅れて、確認を繰り返すことになってスクリーニング・継代のループが延びるため、プログラム全体の時間とコストが増大します。
行動の基準となるVCCのトレンド
ラマン分光法では、複数の培養間の細胞濃度と生存率信号の非接触、オンラインのトレンド分析が可能です。幅広いVCCに対応するケモメトリクスモデルにより、試薬ベースの計測サイクルだけに依存することなく、チャイニーズハムスター卵巣細胞（CHO）のクローンのVCCの相対的なトレンドを識別してクローン候補を比較できます。
ラマン分光法で視覚化されるもの：
- クローン候補間の早期VCC分類（ランク付け信号）
- スクリーニングおよび継代中の細胞成長の軌跡（スナップショットでなく、トレンド）
- CHOライン/発現タンパク質の比較可能な信号（スクリーニングの一貫性）
この必須機能は、ラマン分光法はさまざまな条件下でCHO細胞培養における細胞成長、生細胞濃度、代謝プロファィルに関する信頼性の高いモデリングが可能であることを示す専門家の審査を受けた研究で証明されています。
ミリリットル単位の培養とハイスループットを実現できる設計
流量に基づくラマン分光システムは、初期段階の制約に適合させるため、最小限のサンプル容量で信頼性の高いスペクトル収集に対応した小容量構成です。マイクロフローセルは、スペクトル品質を維持しつつ消費量を最小限に抑え、将来的な自動処理コンセプトに統合できるアーキテクチャとなっています。
この設計されたワークフローは、 CLD のニーズと一致しています：
- 少量サンプル
- 高スループットのスクリーニング
- 多くの培養での再現性のある測定
- 将来的な自動培養プラットフォームへの統合
再試験の回数を抑えてクローンのランク付けを迅速化
最小限のサンプリング負担でVCCのトレンドを利用できれば、より早期の意志決定が可能になります。チームは、パフォーマンスの劣る細胞を早期にふるい落とし、継代に関して安定した決定を下すことで、時間のかかる分析を待つことなく迅速に健康で優れた生産性の高いクローンに集中できます。その成果は「より多くのデータが得られる」ことではなく、より的確なタイミングです。迅速に結果が出ることで、まだクローンセットが幅広く選択肢がある間に必要な決断を下すことができます。
測定できるCLDの改善事項
負担の大きい計測サイクルを低減することでCLDチームは以下を文書化できます。
- スクリーニングサイクルの短縮とダウンストリームでの迅速な選択
- 試薬/消耗品の使用量削減
- 開発初期段階の培養の使用量削減
- 大型クローンセットにおけるさらなる一貫性のある比較可能性
- 手動作業工程と切り離すのでなく、自動化に向けて調整する分析
KBI BiopharmaにおけるCLDのスクリーニングワークフロー
文書化されたCLDアプリケーションでは、異なる組み換えタンパク質を発現させる複数のCHO細胞株に関する細胞濃度監視のための予測モデリングに対応したラマン分光法で、サンプル量を最小限に抑えつつ幅広いVCCで分化を簡素化しました。
導入によって、実現可能性以外にも、ラマン分光トレンド分析が実験計画からモデル構築までのCLDのワークフローに無理なく適合し、アップストリーム監視の自動化への長期的な計画にも対応できることが示されました。
Endress+Hauserが選ばれる理由
Endress+Hauserは、ケモメトリクスモデリングやトレーニングを通じて実験計画から細胞株開発までサポートし、超微量分析や自動化に対応したプロセスに合わせてカスタマイズされたラマン分光法ソリューションを提供します。
Endress+Hauserは、計装機器の供給だけでなく、CLD研究者が自信を持ってより迅速に行動できるように支援し、貴重な細胞培養を維持しつつ、プロセスに関する確かな情報に基づいたいち早い決定を保証することにも力を入れています。
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ここでは以下についてご紹介します。
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- 多項目分析インラインセンサによって付加価値がもたらされるアップストリームプロセスおよびダウンストリームプロセスの工程
- ラマン分光法による組成、品質、一貫性の監視
- ラボでの開発から生産までの測定の連続性とは
