再生医療製品におけるLC/MS/MSによる 残留抗生物質の濃度測定法の

STR-C0006
再生医療製品におけるLC/MS/MSによる
残留抗生物質の濃度測定法の確立
ヒトから採取した細胞を培養して、細胞・組織等の再生医療製品を製造する際には、抗生物質を使用することが多い。抗生
物質はアレルギー等を引き起こす場合があるため、製品中に残留する抗生物質が安全上問題のないレベルであることを評
価する必要がある。そこで、ES/iPS細胞培養で使用されるマイトマイシンC及びペニシリンGをモデルに、高速液体クロマト
グラフタンデム型質量分析法(LC/MS/MS)による細胞培養液及び洗浄液中の抗生物質同時定量法を確立した。測定の実
例として、mouse embryonic fibroblast(MEF)培養中の培地及び培養細胞洗浄液中の抗生物質の測定を行った。
再生医療製品の不純物測定の必要性と測定のポイント
再生医療製品中の抗生物質測定のポイント
厚生労働省通知
・製品中の残留レベル:可能な限り低濃度まで測定する必要がある。
薬食発第0208003号平成20年2月8日及び
薬食発第0912006号平成20年9月12日
・測定の妨害となる多くの夾雑物(アミノ酸類、ビタミン類、血清由
再 生 医 療 製 品 の 品 質 管 理として、製 造 工 程由来 の
不純物(抗生物質など)の把握が必要である。
来タンパク、無機塩)の影響を排除する必要がある。
測定対象
マイトマイシンC
(MMC)
[M+H]+
m/z=335
抗腫瘍性抗生物質
フィーダー細胞の
増殖を抑制
ペニシリンG
(PCG)
Product ion
m/z=160
β-ラクタム系抗生物質
細菌の細胞壁合成阻害
Product ion
m/z=242
MW=334.3
[M+H]+
m/z=335
MW=334.3
PCGプロダクトイオンマススペクトル
MMCプロダクトイオンマススペクトル
アミノ基(-NH2)あるいは、イミノ基(-NH-)を持ち、ポジティブイオンとして検出可能。同一m/zのプロトン付加
イオンを生成するが、Selected Reaction Monitoring(SRM)により異なるm/zのプロダクトイオンを検出。
抗生物質の定量法
微生物学的力価試験法
(日本薬局方)
高速液体クロマトグラフ法
(HPLC-UV)
高速液体クロマトグラフ
タンデム型質量分析法(LC/MS/MS)
測定方法
抗菌活性に基づく測定
クロマトグラフィーによる分離と
UV検出器による検出
クロマトグラフィーによる分離と
質量分析計による検出
選択性
×
○
UV吸収を持つ化合物のみ検出
◎
高い選択性
感度
△
mgオーダー以上
○
µgオーダーまで可能
◎
pgオーダーまで可能
測定時間
△
数日
◎
数十分以内
◎
約10分以内
用途
抗生物質原薬・製剤等の
力価測定
抗生物質原薬・製剤等定量法、
洗浄バリデーション試験
生体試料中微量分析
洗浄バリデーション試験
細胞、培養液等の
測定の可否
×
選択性が無く、感度も不足
○
△
微量測定は困難、共存する夾雑物の影響大 複雑なマトリックス中でも高感度測定が可能
標準溶液測定のクロマトグラムおよび検量線
MMC
PCG
MMC検量線 0.1∼100ng/mL
PCG検量線 0.1∼100ng/mL
約10分の測定時間で同時測定可能
直線性良好(r=0.9999)
装置導入絶対量0.5pgで検出可能
PCG、MMC同時測定クロマトグラム
マウスES細胞培養のためのFeeder細胞の培養および増殖停止処理
Feeder
細胞播種
ゼラチンコート
したdish
MMC
(終濃度:10 µg/mL)
Feeder細胞播種
PBS
3時間培養しMMCを
細胞に浸透させる
PBS洗浄を3回繰り返し
MMCを除去する
マウスES細胞の
培養開始
Feeder細胞
測定試料として使用
mouse embryonic fibroblast(MEF)細胞
細胞洗浄によるPCGの除去
培養液中PCGはPBSによる3回洗浄により、99.8%除去。
洗浄液(3回洗浄)測定試料溶液中
絶対量 3.4 pg
Intensity, cps
Intensity, cps
培養液測定試料溶液中
絶対量 433.5 pg
Time (min)
Time (min)
MRMクロマトグラム
PCGの洗浄除去率
細胞洗浄によるMMCの除去
培養液中MMCはPBSによる3回洗浄により、99.7%除去。
洗浄液(3回洗浄)測定試料溶液中
絶対量 0.6 pg
Intensity, cps
Intensity, cps
培養液測定試料溶液中
絶対量 57.0 pg
Time (min)
MMCの洗浄除去率
Time (min)
MRMクロマトグラム
高速液体クロマトグラフタンデム型質量分析法(LC/MS/MS)による細胞培養液及び洗浄液中のペニシリンG及びマイトマ
イシンCの同時定量法を確立した。PCG、MMCいずれも0.1∼100ng/mLの濃度範囲で濃度とレスポンスが良好な直線性を
示し、夾雑物の多い培地及び細胞洗浄液中の微量のPCG及びMMCの同時定量が可能であった。本法は、培地や洗浄液だ
けでなく、細胞や組織中の微量抗生物質濃度測定に応用可能であった。再生医療製品中の残留抗生物質の定量法として用
いることができ、再生医療製品の品質管理に役立つと考えられる。