High-Throughput Deepwell Screening 으로 Mini Bioreactor 없이 공정개발을 가속하는 방법

High-Throughput Deepwell Screening 으로 Mini Bioreactor 없이 공정개발을 가속하는 방법

Duetz Microtiter Plate System (MTPS)의 기본 원리와 Process Development 적용 전략

Upstream Process Development(USP) 단계에서 가장 큰 병목은 조건 비교의 속도입니다.

Media 조성, feed 전략, supplement 조건을 비교해야 하지만, shake flask 기반 실험은 병렬성이 제한적이며 incubator 공간과 시간 비용이 빠르게 증가합니다.

이 문제를 해결하기 위한 접근 중 하나가 Duetz Microtiter Plate System (MTPS)입니다.


MTPS는 단순한 Deepwell Plate가 아니다

겉보기에는 24-well 또는 96-well deepwell plate처럼 보이지만, MTPS의 핵심은 다음 3가지 요소의 조합에 있습니다:

  • Deepwell Plate
  • Sandwich Cover (Gas exchange control)
  • Clamp system (안정적 vertical pressure)

이 세 요소가 결합되어 재현성 있는 gas exchange와 mixing 환경을 제공합니다.


General Principle: Headspace & Gas Exchange

일반 deepwell plate에서 가장 큰 문제는 well 간 산소 전달 차이와 evaporation variability입니다.

MTPS는 특수 설계된 cover 구조를 통해:

  • Headspace gas exchange 유지
  • Cross-contamination 최소화
  • Evaporation 관리
  • Well-to-well variability 감소

이를 통해 screening 데이터의 신뢰도를 높입니다.


왜 Mini Bioreactor Alternative라고 부르는가?

Stirred tank reactor에서 중요한 요소는:

  • 산소 전달
  • 혼합 균일성
  • 재현성

MTPS는 shaking 기반이지만, 적절한 조건에서 의미 있는 OTR 범위를 달성하며 mini-scale에서 공정 방향성을 결정하는 데 충분한 정보를 제공합니다.

즉, full-scale reactor를 돌리기 전에 저비용으로 방향성을 좁히는 도구입니다.


공정개발 Workflow에서의 위치

Stage Tool
Early Screening MTPS (24/96 well)
Condition Refinement Scale-down bioreactor
Pilot / Production Stirred Tank Reactor

MTPS는 early-stage에서 조건을 빠르게 축소하여 이후 scale 단계의 실패 리스크를 낮춥니다.


MTPS 도입 시 얻는 전략적 이점

  • Clone screening 가속화
  • CHO media optimization 효율 증가
  • Fed-batch 조건 비교 시간 단축
  • Scale-up 성공 확률 향상
  • PD timeline 단축

이는 단순히 실험 포맷을 바꾸는 것이 아니라, 의사결정 구조를 바꾸는 것입니다.


Shake Flask vs MTPS

Shake Flask MTPS
낮은 병렬성 24–96 조건 병렬
공간 비효율 Compact screening
조건 탐색 느림 Decision cycle 단축

결론

Duetz MTPS는 단순한 deepwell plate가 아니라, Mini Bioreactor Alternative for Early-Stage Process Development입니다.

공정개발 초기 단계에서 더 많은 조건을 빠르게 비교하고, 고비용 scale 단계 전에 방향성을 확보하고 싶다면, MTPS는 매우 효과적인 전략적 도구가 될 수 있습니다.


관련 자료

MTPS의 기본 원리에 대한 기술 배경은 다음 자료를 참고할 수 있습니다:

General Principle of Duetz MTPS


더 알아보기

Duetz MTPS 상세 페이지
Deepwell OTR 가이드
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