製品紹介
Protein A 親和クロマトグラフィーは、Protein A 配基とターゲット抗体との特異的な結合力を利用して抗体の分離・精製を行う方法です。Protein A 親和クロマトグラフィーは、抗体の下流分離精製プロセスを大幅に簡素化し、抗体の分離精製の標準となっています。現在市場に出回っている Protein A 親和クロマトグラフィー媒体は、主に多糖類（アガロース、デキストラン、セルロース）を基質とするものと、合成ポリマー（ポリアクリレート、アクリルアミド）を基質とするものの二大カテゴリに分かれています。アガロース基質は、膨潤状態で網目構造を持ち、比表面積が大きいため、親和性の高い結合容量を持つ一方で、機械的強度が低く、耐圧性が劣ります。
長期にわたる研究開発の結果、世界をリードする微粒子精密製造技術により、微粒子の材料構成、粒径の大きさ、粒径の均一性、孔径の大きさ、そして表面特性を非常に精密に制御することが可能になりました。この技術を基に、最初に単分散Protein A 親和クロマトグラフィー媒体UniMab®を開発しました。UniMab®は、ポリアクリレートを基質とした充填材であり、機械的強度が高く、耐圧性に優れ、カラムベッドの安定性が高く、物質移動が速いという特徴を持っています。そのため、多くの抗体製造業者に好評を得ており、特に抗体の連続流精製分野で評価されています。 上流発酵技術の進歩に伴い、抗体の発現量が増加し、下流の親和性捕捉が抗体製造のボトルネックとなってきました。これにより、下流のProtein A 親和クロマトグラフィー媒体の結合容量に対する要求が高まっています。このニーズに応えるために、アガロースを基質とし、特有の微粒子改質技術を用いてその機械的強度を強化し、さらに独自のProtein A 配基技術を組み合わせて、UniMabよりも高い結合容量を持つNMab® Protein A 親和クロマトグラフィー媒体を開発しました。NMab®は、高い結合容量に加えて、優れた結合特異性、耐アルカリ性、圧力-流速特性を備えており、抗体製造業者にとって単クローン抗体の精製コストを削減するための優れた選択肢となります。
図1. NMab® Protein A親和クロマトグラフィー媒体の電子顕微鏡画像
市場の同類製品に比べ、以下の独特な特徴があります。
a)結合容量が高い：一般的な単一抗体のプロジェクトでは、平均動的結合容量が約55 mg/mLです。
b)耐アルカリ性に優れている：0.5M NaOHに24時間浸漬しても結合容量はわずか11％しか低下しません。
c)配基の脱落が少ない：10ppm未満です。
d)宿主細胞タンパク質（HCP）の残留量：通常1000ppm未満で、SuRe LXに匹敵します。
e)回収率が高い：90％以上です。
f)純度が高い：親和性洗脱の純度が98％以上です。
g)圧力流速特性が良好：伝統的な4FF/6FFシリーズ媒体に対して優れています。
表1. NMab® Protein A 親和クロマトグラフィー媒体技術仕様
| 項目 | 詳細情報 |
| 製品型番 | NMab® |
| 分離原理 | Protein A 親和捕捉 |
| 基質 | アガロース |
| 粒径 | 90µm |
| 配基結合方式 | エポキシ結合 |
| 動的結合容量* | 〜55 mg/mL (人IgG、6分間滞留時間) |
| 最大耐圧 | 0.3MPa |
| CIP定置洗浄 | 0.1-0.5M NaOH |
| 推奨流速 | 100-500cm/h |
| pH安定性 | 2～12 |
| 化学 安定性 | 全ての一般的な緩衝液、10 mM塩酸、0.1 Mクエン酸 (pH3)、6M尿素、6M塩酸グアニジン、30%イソプロパノール、20%エタノール |
| 使用温度 | 2-40 °C |
| 保存 | 20% エタノールまたは2% ベンジルアルコール、2-8 °C |
圧力–流速曲線テスト
圧力の比較テスト結果は以下の通りです。300cm/hの条件で、NMab®の圧力はわずか0.05 MPaであり、国際的に有名なProtein Aクロマトグラフィー媒体であるSuRe LXとほぼ同等です。この圧力-流速特性は、工業生産における充填材の流速要求を満たし、従来の4FF/6FFソフトゲルシリーズの充填材よりも優れています。テストに使用されたカラムの仕様はXK16、H14.5cm、移動相は0.5M塩化ナトリウム溶液です。青色のラインがNMab® ProteinA媒体で、赤色のラインが海外のブランドの媒体です。
より高い結合容量
複数のモノクローナル抗体（mAb）サンプルを用いたテスト結果によると、NMab®の動的結合容量（10%ブレイクスルー、滞留時間5分）の平均値は約55mg/mLであり、国際的に有名なProtein Aクロマトグラフィー媒体であるSuRe LXに近いことが確認されました。高い結合容量のパフォーマンスは優れています。このように訳すことができます。
配基脱落低
NMab® Protein Aでは、複数の単抗プロジェクトで配基脱落が10 ppm未満に抑えられています。
| 単抗プロジェクト | 配基脱落（ppm） |
| mAb1 | 5.06 |
| mAb2 | 0.68 |
宿主タンパク質残留が低い
複数の単抗純化プロジェクトで、NMab® Protein A 媒体のHCP残留量は1000ppm以内であり、国際的に有名なProtein AクロマトグラフィーメディアSuRe LX、UniMabと同等のパフォーマンスを示しています。
図 4. NMab®媒体における宿主タンパク質の主残留量比較図
耐アルカリ性試験
25℃で、充填材を0.5M水酸化ナトリウムに24時間浸漬します。特定の抗体Bを使用して、親和充填材の強アルカリ浸漬前後に動的結合容量（DBC）を測定し、浸漬後のDBCが浸漬前に比べてどれだけ低下するかを耐アルカリ性能の評価指標とします。DBCの低下率が小さいほど、耐アルカリ性が高いことを示します。
寿命周期
NMab充填材が単クローン抗体（mAb）に対して150回のサイクルにおける動的結合容量（dynamic binding capacity, DBC）、純度、圧力、および一定使用回数内の充填材性能の変化を評価しました。各サイクルにはmAb細胞培養液の充填、洗浄、洗脱、CIPおよび再平衡のステップは含まれていません。図6、図7、図8および図9は、それぞれ異なる使用サイクルでのUV280、DBC、純度および圧力の変化を示しており、充填材の使用寿命を評価するためのものです。
図 6. NMab® 寿命の各10サイクル毎のデータ重ね合わせ図（UV280）
図 7. NMab® 寿命テスト DBC10% の傾向
図 8. NMab® 寿命テスト 洗脱サンプルの純度検査データ
図 9. NMab® 寿命テスト カラム圧力データ
結論
150回の寿命周期テストを経た結果、NMab®充填材の結合容量はすべて初期結合容量の90%以上を維持し、その減少は比較的緩やかでした。分離性能、圧力、流速の性能も安定しており、100回以上の再使用が可能で、寿命周期は良好であると評価できます。