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「青莲百奥聚焦」方法决定效率,生物药表征之分子量

2021-07-27 00:00:00


分子量一般指相对分子质量,分子量是有机化合物最基本的理化性质参数,分子量正确与否往往代表着所测定的有机化合物及生物分子的结构正确与否,因此也是产品报批的重要数据之一。

蛋白或多肽药物具有结构复杂且高度非均一性的特点,其开发和生产过程复杂,面临很多不可控因素,为了确保产品安全有效,必须进行全面的表征。准确的氨基酸序列、分子量、价态变化、糖基化、聚集水平以及氧化水平都是蛋白质药物表征的关键要素。例如:单克隆抗体被认为是具有高度特异性的靶向药物,其对肿瘤细胞的靶向性非常高。抗体-药物偶联物(Antibody-drug conjugates,以下简称 ADCs)技术,就是在抗体蛋白的特定氨基酸上偶联具有抗肿瘤作用的高效应化疗药物(或称小分子药物),以增加单克隆抗体的疗效、并降低小分子药物的毒性。相比单克隆抗体,ADCs 药物的生产工艺更为复杂,因此为了保证 ADCs 药物的安全性和有效性,需对 ADCs 药物的质量进行监控。药物抗体比(drug to antibody ratio,以下简称DAR)是评价 ADCs 药物的生产工艺和产品质量的一个重要参数。其中MS检测方法因其快速、灵敏度高和强大的定性功能等优点,愈来愈广泛地被用于测定 ADCs 的 DAR

随着非变性质谱(Native MS)技术的不断发展和推广,采用非变性质谱进行cysteinelinked ADCs分析显示了强大的应用潜力。Thermo ScientificTM ExactiveTM Plus EMR 质谱仪保持了Orbitrap 高分辨率、高质量精度的优势,分辨率高达140,000 FWHM,能够实现同分异构体的分离和糖基化状态的测定,同时扩展质量数范围至 m/z 20,000,实现了较大蛋白质、抗体、抗体-药物偶联物、糖型和蛋白质组装的分析,适用于测定蛋白和蛋白复合物在天然结构状态下的分子量。


高分辨质谱法(EMR)分子量检测方法
  • 仪器:Exactive Plus EMR 质谱


  • 数据处理软件:ProteinDeconvolutionv4



结果展示

 1 送检样品分子量 LC-MS 检测结果



样本TIC


样本XXX的相对分子质量


  • 样品要求:蛋白纯度>95%;蛋白质量>100 μg,浓度0.5μg/μL以上。





生物药表征之等电点
等电点是一个分子表面不带电荷时的pH值。蛋白质是两性电解质,其等电点和它所含的酸性氨基酸和碱性氨基酸的数量比例有关。当溶液在某一特定pH值的条件下,蛋白质所带正电荷与负电荷恰好相等(总净电荷为零)时,在电场中既不向阳极移动,也不向阴极移动。
随着现代医药工业的发展,出现了大量的蛋白质和多肽类药物分子,等电点是其重要的理化参数,对这些蛋白质多肽类药物分子等电点的分析已成为医药工业质量控制的重要环节。例如:在复合抗体药物的质量控制中,各单克隆抗体组分的含量是保证产品的药效、安全性和批间重复性的重要指标。由于各单克隆抗体通常具有较高比例的同源序列,其分子量、分子结构和理化性质非常接近,常用的多数分析方法如体积排阻色谱、毛细管凝胶电泳等方法均无法区分这些不同的单克隆抗体组分,因而不适用于复合抗体药物的组成和含量分析这一目的。等电点是单克隆抗体的固有性质之一,不同的单克隆抗体由于氨基酸组成、序列和空间结构不同,等电点通常具有明显的差异,因而可以利用不同单克隆抗体的等电点差异对其进行分离和定量。毛细管等电聚焦 (cIEF) 在毛细管电泳技术测定两性物质等电点的基础上,实现对样品中不同组分的等电点分离和检测。
电荷变化是测定单抗药物降解变灵敏快速的方法之一,已经被国内外生物制药企业广泛采用。



等电点检测方法
全柱成像毛细管等电聚焦电泳(iCIEF)为Proteinsimple首创全景式动态等电聚焦分析技术,已经成为等电点检测及电荷异质性分析的行业金标准。



实验仪器和材料
Proteinsimple公司Maurice快速全自动蛋白质表征分析系统



实验原理
通过毛细管等电聚焦电泳,将样本中蛋白质基于等电点不同而分离,280nm的紫外光照射下CCD检测器检测不同等电点蛋白质的光吸收峰,从而得到该样本中蛋白质的特征谱形。



结果展示

利用iCIEF监视贮存过程中蛋白的电荷异质性,作为产品稳定性评估的一部分。结果显示,在3个月的存储期间(22℃),CRM197的酸性峰(pI 5.77和5.82)增加,而主峰(pI 5.9)降低


  • 样品要求:蛋白纯度>90%;蛋白质量>100 μg,浓度0.5μg/μL以上。


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