バイオ・ライフサイエンス


HORIBAでは、バイオライフサイエンスの領域で研究開発用途の分析技術を提供するとともに、プロセス管理に貢献できる技術も提供しています。それらを駆使し、お客様のニーズに合わせたカスタマイズ技術の提案、高品質な連続生産実現のために幅広い分析・計測ソリューションを提供します。

HORIBAでは、バイオライフサイエンスの領域で研究開発用途の分析技術を提供するとともに、プロセス管理に貢献できる技術も提供しています。

細胞・錠剤×ラマンイメージング


ラマン分光法を用いることで、非染色・非破壊・非接触に細胞イメージング取得が可能です。また、共焦点性を活かし三次元測定にも対応。取得したラマンスペクトルには分子の構造情報が反映されており、タンパク質、核酸、脂質といった複数の成分を同時に観察できます。

がん細胞のイメージング


共焦点性を活かした細胞のイメージング

HeLa細胞をシャーレに浮遊させて、細胞内の各成分分布に応じたスペクトルからイメージングを取得しました。図 a~d は、各成分ごとに色分けした像であり、図 e はそれらを重ね合わせた像です。
共焦点性を活かした細胞のイメージング
倒立型顕微鏡ラマン分光装置 XploRA INV

細胞種判別


ラマンスペクトルの統計解析で細胞種間の差を明確化

異なる2種類の細胞CHO(チャイニーズハムスター卵巣細胞)とRBL(ラット好塩基球性白血病細胞)との判別を行いました。光学顕微鏡を用いた観察やラマンイメージングの取得のみでは細胞種間の差を明確にとらえることは困難でありました。本手法では、取得したラマンスペクトルを統計解析することにより、細胞種間の違いを見出すことに成功しました。このことは、ES、iPS細胞などの分化状態を判別することで再生医療に応用できることを示唆しています。
ラマンスペクトルの統計解析で細胞種間の差を明確化
倒立型顕微鏡ラマン分光装置 XploRA INV

錠剤中の薬効成分の迅速定量


連続生産プロセスでの分析では、非破壊・高速分析が不可欠

NIR(近赤外分光)法と比較して、高感度かつ一試料を数秒と短時間で測定することが可能です。
錠剤中の薬効成分の迅速定量
ラマン分光法とその他定量試験法の比較
透過ラマン

細胞内薬物イメージング


抗炎症薬の所在観察

ヒト巨核芽球性白血病細胞 MEG01Sに抗炎症薬HQL-79を添加し、薬剤の分布変化をラマン分光分析装置で確認しました。 抗炎症薬添加前は一部で細胞由来のフェニルアラニンのピークのみが検出されています。抗炎症薬添加後は、細胞由来に加えて薬剤由来のピーク強度の強いスペクトル(イメージ赤色部分)が核膜に沿って円状に局在する状態が観察できました。 抗炎症薬は、作用時に細胞内の核膜上に集積することが知られており、この所在の確認は、抗炎症薬を蛍光標識することでしか確認ができませんでした。ラマンイメージングなら、蛍光標識することなく、この分布の変化を捉えることができます。
抗炎症薬作用前イメージング
抗炎症薬作用後イメージング
倒立型顕微鏡ラマン分光装置 XploRA INV

粉末試料の混合状態分析


粒子自動測定ソフト「ParticelFinder」で混合粉末物の各成分比同定

顕微鏡像から粒子を自動で検出、個々の粒子に対してラマンスペクトルを測定し、組成を分析します。さらに、粒子径分布をはじめ、直径や楕円率など、検出した粒子のパラメータを算出・表示することができ、混合物の成分別粒子統計解析が可能です。
粒子自動測定ソフト「ParticelFinder」
真空分散ユニット
粒子解析ソフト ParticleFinder

錠剤成分の均一性評価


高速ラマンイメージングによる薬剤分布観察

ラマン分光装置で医薬品錠剤や粉体の解析・評価が可能です。高速マッピング機能「SWIFT」と高感度検出器「EMCCD」により、医薬品錠剤の状態の分布を高速、正確に確認することができます。
錠剤成分の均一性評価
錠剤各成分スペクトル
ラマン顕微鏡 XploRA PLUS
顕微レーザーラマン分光測定装置 LabRAM HR Evolution

凝集を防ぐ抗体医薬品の最適な製剤条件探索​


高濃度溶液中でのタンパク質間相互作用解析


タンパク質濃度の増加に伴うアミノ酸残基(Tyr)の挙動変化

ラマン分光分析法は高濃度抗体医薬品の濃度を希釈せずにそのまま測定することができることから、製剤条件を決める評価方法の一つとして注目されています。さらに、スペクトルからタンパク質の二次・三次構造がわかり、凝集評価も可能です。 データは、得られたラマンスペクトルから、Tyrの特定のアミノ酸残基の挙動を解析した結果、抗体の濃度に依存してスペクトル強度比、バンド幅が変化しています。このことは、凝集を引き起こす分子間相互作用が顕著になる現象を観察できたことを示しています。
タンパク質濃度の増加に伴うアミノ酸残基(Tyr)の挙動変化
引用元:Ota et. al. Pharm Res (2016) 33:956–969
ラマン顕微鏡 XploRA PLUS
顕微レーザーラマン分光測定装置 LabRAM HR Evolution

抗体凝集評価


タンパク質の凝集過程評価

タンパク質製剤や抗体医薬品は、タンパク質が凝集物を形成すると、その機能や活性が損なわれてしまいます。さらに、凝集物が副作用を引き起こし、深刻な事態を招く可能性があります。このタンパク質の凝集物の形成メカニズムを理解し、また、凝集物の形成有無を確認することは品質管理において重要となります。 ViewSizer 3000なら、測定中に攪拌を行っているため、粒子濃度を均一な状態で測定することができます。さらに、加温しながら凝集状態を追跡することができ温度による影響の観察も可能です。
タンパク質の凝集過程評価
ナノ粒子径分布・濃度測定装置 ViewSizer3000

液中ナノ粒子の個数濃度測定


特定のエクソソームの個数濃度測定

エクソソームは細胞内のタンパク質、核酸などを含み、由来する細胞の特徴を反映しているため、がん研究などにおいて重要な役割を果たすと考えられています。ViewSizer 3000は、画像により、ブラウン運動の軌跡解析をするパーティクルトラッキング法を採用しているため、細胞から分泌される大小様々な粒子を高感度に検出することができます。動的光散乱法(DLS)では検出しにくい低頻度の粒子情報も取得可能です。 エクソソームを蛍光標識することで目的のエクソソームのみを検出し、その粒子径および個数濃度を算出することができました。
エクソソームの個数濃度測定
ナノ粒子径分布・濃度測定装置 ViewSizer3000

反応プロセスのリアルタイムモニタリング


抜き取り検査の必要なく複数の反応槽を集中管理

独自開発したラマンプローブの反応槽への取り付け例です。重合反応プロセスなどのリアルタイムモニタリングが可能です。また、分析室に光源・分光器を設置し、ファイバー接続で反応槽に導入するため、集中管理室など遠隔でデータ管理をすることができます。反応槽への浸漬プローブや、分析窓越しの測定など測定対象に合わせたプローブ設計が可能です。
プローブラマン活用イメージ
ポリマー共重合過程のモニタリング事例
プロセスラマンシステム

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