Prediksi Elusi Gradien pH Kromatografi Pertukaran Ion untuk Pemisahan Varian Muatan Antibodi Berdasarkan Eksperimen Elusi Gradien Garam

ABSTRAK
Pemodelan mekanistik kromatografi pertukaran ion (IEC) merupakan teknik yang menjanjikan untuk meningkatkan pengembangan proses. Namun, ketika mempertimbangkan pengaruh pH, ​​prediksi model menjadi menantang karena banyaknya parameter yang bergantung pada pH dan interaksi yang kompleks. Untuk memprediksi perilaku elusi gradien pH secara lebih efektif, strategi kalibrasi model dua langkah diusulkan untuk model aksi massa sterik (SMA) yang bergantung pada pH dengan korelasi empiris muatan karakteristik ν dan koefisien kesetimbangan k eq . Strategi tersebut diverifikasi melalui studi kasus pemurnian varian muatan antibodi monoklonal dengan IEC. Kesembilan percobaan kalibrasi dilakukan menggunakan elusi gradien garam linier pada tiga nilai pH tetap. Rata-rata kesalahan akar kuadrat rata-rata (RMSE) adalah 14,28% antara kalkulasi model dan percobaan. Baik ν dan ln( k eq ) menunjukkan korelasi linier yang baik dengan pH ( R 2 > 0,99). Kemudian, model SMA yang bergantung pada pH yang terkalibrasi dengan baik menunjukkan kemampuan yang memuaskan untuk memprediksi perilaku elusi gradien pH dengan RMSE sebesar 16,18%. Selain itu, model tersebut digunakan untuk optimasi proses dalam berbagai mode elusi, termasuk gradien garam, gradien pH, dan gradien ganda garam-pH, yang meningkatkan hasil dari 70,07% menjadi 74,91%. Elusi gradien pH linier yang dioptimalkan diverifikasi melalui eksperimen (RMSE = 8,30%). Akhirnya, kerangka metodologis untuk memanfaatkan model SMA yang bergantung pada pH yang disederhanakan yang dikembangkan dalam karya ini dirangkum untuk mengeksplorasi aplikasi praktisnya. Strategi kalibrasi dua langkah yang diusulkan secara signifikan mengurangi beban kerja untuk pemodelan IEC yang bergantung pada pH. Optimasi proses berbasis model secara efektif memungkinkan pengembangan proses yang bergantung pada pH yang lebih cepat dengan eksperimen minimal.