Market Profile: Mixed-mode Chromatography
     
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    Chromatography consists of separation techniques based on molecular differences such as size, charge, polarity, solubility, affinity, etc. In chromatography, there is a mobile phase and a stationary phase within a column. The mobile phase typically consists of a mixed solution containing the target analyte to be isolated and purified or detected. The stationary phase consists of resin, which is designed to separate the molecules by retaining them for different periods of time. Resins, also referred to as separations media, exist in a wide variety of types, volumes and grades. There are many different ways for the stationary phase to retain analytes inside the column, including reverse phase, normal phase, ion exchange, size exclusion chromatography, affinity, etc.

    クロマトグラフィーは、サイズ、電荷、極性、溶解度、親和性などの分子の違いに基づく分離技術で構成されます。クロマトグラフィーでは、カラム内に移動相と固定相があります。移動相は通常、単離、精製、または検出される標的分析物を含む混合溶液で構成されます。固定相は樹脂で構成されています。樹脂は、分子を異なる時間保持することによって分子を分離するように設計されています。セパレーションメディアとも呼ばれる樹脂は、さまざまな種類、体積、グレードで存在します。固定相で分析物をカラム内に保持するには、逆相、正相、イオン交換、サイズ排除クロマトグラフィー、親和性など、さまざまな方法があります。

    Mixed-mode chromatography involves the usage of more than one separation mode. The most popular combination is reverse phase and ion exchange methods. In reverse phase, a polar mobile phase and a non-polar stationary phase are used for column separations. Meanwhile, ion exchange separations utilize ionic attraction and repulsion between charged species. The combination of these methods allows the separation of both polar and non-polar analytes in a single column.

    混合モードクロマトグラフィーでは、複数の分離モードを使用します。最も一般的な組み合わせは、逆相法とイオン交換法です。逆相では、極移動相と非極性固定相がカラム分離に使用されます。一方、イオン交換分離は、荷電種間のイオン引力と反発力を利用します。これらの方法を組み合わせることで、極性分析物と非極性分析物の両方を1つのカラムに分離できます。

    The biggest advantage of this method is that users can fine-tune separation selectivity by adjusting several conditions such as mobile phase ionic charge, pH and organic/non-organic solvents. The mixed-mode approach has been evolving from mixed packed beads to single ligands, which yields homogeneous and reproducible results. The zwitterionic ligand is the next generation of mixed-mode separation and includes both anionic and cationic functional groups in each ligand. The mixed-mode technique is commonly used in the pharmaceutical and biotechnology sector to analyze and purify biomolecules. Companies in this end-market mainly drive demand for mixed-mode chromatography resins, but other industries that focus on the production and purification of biomolecules, such as CROs, are involved in the market as well.

    この方法の最大の利点は、移動相イオン電荷、pH、有機/非有機溶媒など、いくつかの条件を調整することで、分離選択性を微調整できることです。混合モードアプローチは、混合パックビーズから単一リガンドへと進化し、均一で再現性のある結果が得られています。双性イオン性リガンドは次世代の混合モード分離であり、各リガンドにはアニオン性官能基とカチオン性官能基の両方が含まれています。混合モード技術は、製薬およびバイオテクノロジー部門で生体分子の分析と精製に一般的に使用されています。この最終市場の企業は、主に混合モードクロマトグラフィー樹脂の需要を牽制していますが、CROなどの生体分子の生産と精製に重点を置いている他の産業も市場に関与しています。

    The largest market by application for mixed-mode chromatography is in mAbs analysis and purification. In this application, mixed-mode resins are most commonly used to remove host cell proteins, antibody aggregates and excess proteins. Aside from mAbs, mixed-mode separation is also used to purify recombinant proteins, viruses, enzymes, biosimilars and vaccines.

    混合モードクロマトグラフィーのアプリケーション最大の市場は、mAbS分析と精製です。このアプリケーションでは、宿主細胞タンパク質、抗体凝集体、および過剰なタンパク質を除去するために、混合モード樹脂が最も一般的に使用されます。混合モード分離は、mAbの他に、組換えタンパク質、ウイルス、酵素、バイオシミラーおよびワクチンの精製にも使用されます。

    The overall mixed-mode chromatography market, which includes prepacked columns and resins, reached more than $100 million in 2019. Growth in 2020 is projected to be almost flat as the pandemic has significantly diminished general chromatography demand due to lab closures. On the bright side, COVID-19-related research also buoys mixed-mode chromatography demand, particularly for virus and vaccine applications. In the long run, the mixed-mode market will restore its robust growth in 2021 and 2022, driven by pent-up demand and increasing biotherapeutic interest.

    プレパックされたカラムや樹脂を含む混合モードクロマトグラフィー市場全体は、2019年には1億ドル以上に達しました。2020年の成長率は、研究室の閉鎖によりパンデミックにより一般的なクロマトグラフィーの需要が大幅に減少したため、ほぼ横ばいになると予測されています。明るい面として、COVID-19関連の研究では、特にウイルスやワクチンのアプリケーションに対する混合モードクロマトグラフィーの需要も高まっています。長期的には、混合モード市場は、需要の滞り込みと生物治療への関心の高まりにより、2021年と2022年に堅調な成長を回復する見込みです。

    The market has a strong base in North America and Europe, supported by significant demand from advanced research labs and biotech giants established in these regions. However, emerging markets such as China and India will lead regional growth, driven by substantial investment in the biotech and biopharma industries in these countries.

    市場は北米とヨーロッパに強固な基盤を持ち、これらの地域に設立された高度な研究所やバイオテクノロジーの巨人からの大きな需要に支えられています。しかし、中国やインドなどの新興市場は、これらの国のバイオテクノロジーおよびバイオ医薬品産業への多額の投資により、地域の成長をリードするだろう。

    In terms of vendor share, Cytiva, formerly known as GE Healthcare before Danaher's acquisition (see IBO 2/28/19), is the leading supplier in the market. The company has a diverse portfolio of mixed-mode resins that cover all of the aforementioned applications. Cytiva also has one of the largest total portfolios of resins designed for vaccine development. Meanwhile, MilliporeSigma has a narrower range of resins, which are targeted primarily towards antibodies and proteins. On the column side, Thermo Fisher Scientific and Waters are the leaders in supplying mixed-mode HPLC columns.

    ベンダーシェアの観点から見ると、ダナハーが買収する前は GE Healthcareとして知られていたCytiva(IBO 2/28/19参照)は、市場をリードするサプライヤーです。同社は、前述のすべての用途をカバーする混合モード樹脂の多様なポートフォリオを持っています。また、Cytiva社は、ワクチン開発用に設計された樹脂の総ポートフォリオの中でも最大級の規模を誇っています。一方、MilliporesIgmaは、主に抗体とタンパク質を標的とする樹脂の範囲が狭くなっています。コラム側では、サーモフィッシャーサイエンティフィックとウォーターズが混合モード高性能液体クロマトグラフィーカラムの供給をリードしています。

    Leading Vendors

    主要ベンダー

    Cytiva (Danaher)

    Cytiva (ダナヘル)

    MilliporeSigma

    Milliporesigma

    Bio-Rad Laboratories

    バイオ・ラッドラボラトリーズ

    Largest Markets

    最大規模の市場

    Biotechnology

    バイオテクノロジー

    Pharmaceutical

    医薬品

    CROs

     

    Column Cost

    コラムコスト

    $630–$1,300

    630ドル—1,300ドル

    Resin Cost

    樹脂コスト

    $1,000–$8,500/L

    1,000ドルから8,500ドル/リットル