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Protein A レジンを比較する際に見る項目

Protein A レジンは、リットル当たりの価格やカタログの結合容量の数値だけでは比較できません。同じ滞留時間と破過基準で測定した結合容量、洗浄耐性と寿命、不純物除去、抗体g当たりのコスト、規制文書を併せて見る必要があります。

精製・クロマトグラフィー · 作成 2026.10.09 · 最終レビュー 2026.10.09
重要確認事項3点
  1. 結合容量は、同じ滞留時間と破過基準で比較します
  2. 洗浄耐性と寿命は、実際のフィード液で繰り返し試験して確認します
  3. コストはリットルあたりの価格ではなく、抗体1 gあたりのコストで評価します

条件を揃えてこそ比較になります

Protein Aアフィニティークロマトグラフィーはモノクローナル抗体のキャプチャー工程の標準ですが、レジンが高価で寿命が限られている点が引き続き課題として挙げられています。[7][13] 公表されている結合容量は、試験した抗体と滞留時間が互いに異なるため、数値を並べるだけでは比較になりません。[1][5]

動的結合容量

動的結合容量(dynamic binding capacity, DBC)は、実際に液を流す条件でレジンが捕捉する抗体量です。この値は滞留時間(residence time)に大きく左右され、抗体の種類とレジンによっても変わります。[1][2] 通常は、流出液のUVシグナルが最大値の10%に達する時点(10%破過)までに負荷した量として計算します。[4][5] したがって、滞留時間と破過基準が同じで、可能であれば自社のフィード液で測定した値同士を比較します。

基材と粒子径

基材(base matrix)は、ガラス・シリカ系、アガロース系、合成高分子系に分けられます。[1] 市販レジン15種を比較した研究では、基材によって滞留時間依存性が異なり、その差は粒子径と物質移動速度で説明されました。[2] 粒子径と圧縮性は充填高さの設計に影響するため、圧力-流速特性も併せて確認します。[1][6]

洗浄耐性と寿命

定置洗浄(cleaning-in-place, CIP)には水酸化ナトリウム(NaOH)を用います。総説によると、アガロース系および高分子系のレジンは希薄なNaOH(0.05~0.2 N、接触30分)でサニタイズでき、アルカリ安定化リガンドは0.1~0.5 Nに耐えます。[1][7] 再使用回数は100~200回以上と報告されていますが、[1][7] 繰り返し使用するとリガンドが分解・損失し、結合容量が低下します。[4][7] 寿命は洗浄液とフィード液の影響を受けるため、実際のフィード液で繰り返しサイクル試験を行って定めます。[1][7]

不純物と溶出条件

  • 漏出Protein A(leached Protein A):リガンドが抗体とともに溶出する現象で、工程由来不純物に該当します。[8][15] 酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)で測定し、[8][9] 後続のイオン交換工程で除去します。[1][8]
  • 溶出pH:溶出には低いpH(2.5~4)が必要であり、この条件が抗体の凝集を引き起こすことがあります。[1][10] レジンごとの溶出pHと凝集体の割合を併せて確認します。[1][6]
  • 宿主細胞由来タンパク質(host cell protein, HCP):Protein A工程でかなりの部分が除去されますが、残留量はレジン、フィード液、洗浄条件によって変わります。[1][11] レジン間の差が大きかったとする報告と小さかったとする報告の両方があります。[3][6]

コストと規制関連文書

レジンのコストは、リットルあたりの価格ではなく、結合容量、再使用回数、年間バッチ数を反映した抗体1 gあたりのコストで評価するのが合理的です。[7][12]

サプライヤーに規制対応支援文書(regulatory support file)があるかを確認し、米国での承認を準備している場合は、ドラッグマスターファイル(Drug Master File, DMF)の参照許可書を取得できるかを確認します。[17][18] 承認後にレジンの材質を変更することは、精製工程の変更に該当します。[14][16] ICH Q5E(2004年Step 4、現行)は、変更前後の製品は同一である必要はないものの高度に類似していなければならないとしており、品質特性の分析、不純物除去能力、工程管理、安定性の資料によってこれを示すこととしています。[14][19]

比較項目確認する理由比較時に揃える条件
動的結合容量カラムサイズとサイクル数を決める [1]滞留時間、10%破過、同じフィード液 [2][4]
洗浄耐性・寿命再使用回数とコストを決める [7]NaOH濃度・接触時間、実際のフィード液 [1]
漏出Protein A工程由来不純物 [15]同じ測定法(ELISA) [8][9]
HCP・凝集体後続の精製工程の負担 [11]同じ抗体、洗浄・溶出条件 [1][6]
コストリットルあたりの価格だけでは判断不可 [7]抗体1 gあたりのコストに換算 [12]

出典

  1. Liu HF, Ma J, Winter C, Bayer R, mAbs — Recovery and purification process development for monoclonal antibody production (2010; 2(5):480–499)
  2. Hahn R, Schlegel R, Jungbauer A, Journal of Chromatography B — Comparison of protein A affinity sorbents (2003; 790:35–51)
  3. Hahn R, Shimahara K, Steindl F, Jungbauer A, Journal of Chromatography A — Comparison of protein A affinity sorbents III. Life time study (2006; 1102:224–231)
  4. Zhang J, Larsen M, Blanc T, Parekh BS, Hsieh M-C, Antibodies (Basel) — The Multi-Attribute Method (MAM), An Advanced LC-MS Approach for Protein A Resin Performance and Lifecycle Evaluation (2026; 15(2):26)
  5. Gupte P, Gavasane M, Kambli A, Bhabal T, Cheulkar S, BioProcess International — Dynamic Binding Capacities of Protein A Resins for Antibody Capture: A Comparative Evaluation (2020年5月、業界専門誌の記事)
  6. Pabst TM, Thai J, Hunter AK, Journal of Chromatography A — Evaluation of recent Protein A stationary phase innovations for capture of biotherapeutics (2018; 1554:45–60)
  7. Rathore AS, Bracewell DG, Pathak M, Ma G, BioPharm International — Re-use of Protein A Resin: Fouling and Economics (2015年3月; 28(3)、業界専門誌の記事)
  8. Carter-Franklin JN, Victa C, McDonald P, Fahrner R, Journal of Chromatography A — Fragments of protein A eluted during protein A affinity chromatography (2007; 1163:105–111)
  9. Zhu-Shimoni J, Gunawan F, Thomas A, Vanderlaan M, Stults J, Journal of Immunological Methods — Trace level analysis of leached Protein A in bioprocess samples without interference from the large excess of rhMAb IgG (2009; 341:59–67)
  10. Mazzer AR, Perraud X, Halley J, O'Hara J, Bracewell DG, Journal of Chromatography A — Protein A chromatography increases monoclonal antibody aggregation rate during subsequent low pH virus inactivation hold (2015; 1415:83–90)
  11. Shukla AA, Hinckley P, Biotechnology Progress — Host cell protein clearance during protein A chromatography: development of an improved column wash step (2008; 24(5):1115–1121)
  12. Romero JJ, Jenkins EW, Birtwistle MR, Husson SM, Biotechnology Progress — Techno-economic analysis of membrane-based continuous capture chromatography platforms for large-scale antibody production (2025; 41巻、doi:10.1002/btpr.70033)
  13. Ramos-de-la-Peña AM, González-Valdez J, Aguilar O, Journal of Separation Science — Protein A chromatography: Challenges and progress in the purification of monoclonal antibodies (2019; 42(9):1816–1827)
  14. ICH — Q5E Comparability of Biotechnological/Biological Products Subject to Changes in Their Manufacturing Process (Current Step 4 version、2004年11月18日)
  15. ICH — Q6B Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological/Biological Products (Current Step 4 version、1999年3月10日)
  16. U.S. FDA (CBER/CDER) — Chemistry, Manufacturing, and Controls Changes to an Approved Application: Certain Biological Products, Guidance for Industry (2021年6月)
  17. U.S. FDA — Drug Master Files: Guidelines (1989年9月のガイドライン、ウェブ掲載版)
  18. U.S. Code of Federal Regulations — 21 CFR 314.420 Drug master files (eCFR現行版、2026年10月閲覧)
  19. European Medicines Agency — ICH Q5E Biotechnological/biological products subject to changes in their manufacturing process: comparability of biotechnological/biological products, Scientific guideline (CPMP/ICH/5721/03、2005年6月施行)
この記事は公開されている規制・規格・論文を整理した参考資料であり、特定の製品を推奨するものではありません。個別の工程に適用する際は、当該規制の最新の原文と品質部門のレビューに従ってください。
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