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CaptoQ タイトル画像

Capto Q
高流速処理を可能にする新プラットフォームから誕生

Capto Qは充填床クロマトグラフィーに適した強陰イオン交換担体です。高結合容量、高線流速、低背圧により生産性を向上し、プロセスサイクル時間を短縮します。Capto Qは、バイオ医薬品メーカーの要望に応え、迅速かつ効率的でコスト効果の高いタンパク質精製を実現します。


Capto Qは生産効率を高め、プロセスの停滞を防ぐために開発された新しい高流速アガロースプラットフォームから最初に生まれた担体です。培養技術が進歩し、目的タンパク質の発現レベルが向上して送液量が増加したことが、プロセスのボトルネック(停滞)をまねく一因となっています。Capto Qは生産性の高いハイスループットな精製を実現し、これらの問題を解決します。Capto Qは動的結合容量が高く、高流速での操作が可能なので、製造スケールでのプロセスに最適です。

新しい高流速アガロース

Capto Qは、画期的な化学特性を有する高流速アガロースマトリックスを用いてGE Healthcareが開発した最新の担体です。アガロースは高親水性でタンパク質に悪影響を与えるような反応性が低く、化学的安定性に優れ、修飾しやすい基材です。アガロースビーズのオープンポア構造は、スピーディーな物質移動を促し、動的結合容量を増大します。さらに化学反応を改良し、多くの合成担体の機械的安定性に匹敵する硬質ビーズとしました。したがって、Capto Qは優れた圧力/流速特性を有し、幅広い操作条件に対応することができ、自由度の高いプロセスデザインを可能にします。その結果、全体的な生産性とプロセス経済性を向上します。

圧力/流速特性の向上

Capto Qデータ:ラージスケールでのCaptoマトリックスとSepharose 6 Fast Flowの圧力/流速特性
図1. Capto QとSepharose 6 Fast Flowの圧/流速特性。送液条件:BPG 300(径30 cm)、20℃の水を用いて大気圧で静地したベッド高23cm。

剛性に優れたCaptoマトリックスは非常に高い線流速での操作が可能です。図1は、ラージスケールでのCaptoマトリックスとSepharose 6 Fast Flowの圧力/流速特性を示しています。この2つの担体は平均粒子径(90 µm)やポアサイズなど多くの物理特性に類似点があるにもかかわらず、Captoマトリックスの圧力/流速特性が顕著に優れているのが分かります。この剛性がハイスループットを実現し、大量の発酵液を短時間で処理することができます。さらに、機械的安定性に優れたCapto Qは、高粘度の原液を希釈せずに高流速で処理できるので、プロセス全体の時間短縮につながります。

自由度の高いプロセスデザイン

Capto Qデータ:Capto QとSepharose 6 Fast Flowの予測操作範囲
図2. 径1mカラムにおけるCapto Q(青)とSepharose 6 Fast Flow(赤)のベッド高と線流速から予測した操作可能範囲。緑の線はカラム滞留時間(分間)を示す。

機械的安定性に優れたCapto Qマトリックスで、自由度の高いプロセスデザインが可能です。大量処理のために、大口径カラムを用いてベッド高を低く設定する必要がなく、担体を小口径カラムに高いベッド高で充填することが可能です。その結果、設備の投資とスペースの両方を節約することができます。
図2は、Capto QとSepharose 6 Fast Flowの予測操作範囲を示したグラフです。径1mのカラムにおけるベッド高と線流速の関係を示しています。青と赤の線の間が広いほど、Capto QがSephorose 6 Fast Flowより操作可能範囲が広いことを表しています。緑の線はカラム滞留時間を示します。Capto Qの操作可能範囲は比較的広く、特にベッド高25 cm以上でも操作可能であることが分かります。

高い動的結合容量

Capto Qデータ:ウシ血清アルブミン(BSA)の動的結合容量と滞留時間
図3. BSAの動的結合容量と滞留時間の関係を示す。Sepharose 6 Fast Flowの点線部はラージスケールカラムで2分間未満の滞留時間を実現できないことを意味している。

図3はウシ血清アルブミン(BSA)の動的結合容量と滞留時間を示したグラフです。総結合容量、時間あたりの結合量はいずれもCapto QがQ Sepharose Fast Flowを上回っています。Capto Qの優れた物質移動特性により、滞留時間が短くても高線流速で高い動的結合容量を示します。目的タンパク質を高収率で回収でき、プロセス時間の短縮につながります。

プロセス生産性の向上

Capto Qはダウンストリームプロセスにおける生産性の向上に対する新しい提案です。化学反応の改良によって高い物理的強度が得られ、低背圧でのハイスループットと自由度の高いプロセスデザインが可能です。これらの特長にアガロース固有のオープンポア構造が加わった結果、高い動的結合容量と迅速な物質移動を実現しました。デキストランのコーティングにより物質移動がさらに向上しました。

まとめ

Capto Qは、迅速かつ経済的な大量処理を可能にすることで、プロセス開発者が直面している問題を解決する手助けをします。さらに、小口径で高いベッド高のカラムでの処理が可能なので、カラム操作を単純化でき、ラージスケール装置への投資や床面積を節約できます。

表1. Capto Qの特性
ゲルマトリックス 高度架橋アガロース(with surface extender)
イオン交換基 強陰イオン、Q
荷電基 -N(CH3)3
イオン交換容量 0.16~0.22 mmol Cl-/ml担体
粒子径 90 µm
線流速 700 cm/h以上(径1mカラム、ベッド高20cm、20℃、水と同粘度のバッファー使用、< 3 bar(0.3 MPa))
動的結合容量 滞留時間1分間で>100 mg BSA/ml担体

ニュース

Captoシリーズに耐塩性に優れた複合イオン交換体Capto MMCが加わりました。


詳細情報


■データファイル:Capto Q - 11-0025-76
■アプリケーションノート
 Methods for packing Capto Q in production scale columns - 11-0026-21
 High productivity capture of green fluorescent protein on Capto Q - 11-0026-20

 

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