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生物藥電荷異構(gòu)體分析難題如何破?MauriceFlex +MS來(lái)解鎖!

發(fā)布日期:2025-06-09      瀏覽次數(shù):171

在生物藥研發(fā)中,抗體的電荷異構(gòu)體直接影響藥物療效與安全性。離子交換色譜(IEX)操作繁瑣且分辨率有限,傳統(tǒng)的毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用(CE-MS)常因高濃度緩沖液與ESI不兼容,導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差。《Electrophoresis》期刊發(fā)布的一項(xiàng)研究利用MauriceFlex進(jìn)行電荷異構(gòu)體的快速分離,并進(jìn)行質(zhì)譜分析,為這一難題提供了高效的解決方案。

生物藥電荷異構(gòu)體分析難題如何破?MauriceFlex +MS來(lái)解鎖!


研究以單克隆抗體Matuzumab為測(cè)試對(duì)象,通過(guò)MauriceFlex儀器實(shí)現(xiàn)了電荷異構(gòu)體的快速分離和離線質(zhì)譜分析。結(jié)果顯示,MauriceFlex不僅能夠高效地分離電荷異構(gòu)體,還能與質(zhì)譜無(wú)縫對(duì)接,提供高分辨率的分析結(jié)果。這種方法不僅克服了傳統(tǒng)方法的局限性,還顯著提高了分析的準(zhǔn)確性和可靠性,為單克隆抗體的深層表征提供了全新的視角。



01. 研究方法

(1) 毛細(xì)管等電聚焦電泳(icIEF):使用MauriceFlex儀器進(jìn)行icIEF分析,分為分析型和制備型(餾分收集)兩種模式。分析型icIEF建立基礎(chǔ)分離條件,制備型icIEF通過(guò)增加樣品濃度和添加精氨酸優(yōu)化餾分收集,通過(guò)化學(xué)遷移技術(shù)將電荷異構(gòu)體餾分收集至96孔板。

(2) 熒光檢測(cè):通過(guò)熒光測(cè)量確定96孔板中含有蛋白質(zhì)的孔位。

(3) 質(zhì)譜分析(MS):使用高分辨率質(zhì)譜儀對(duì)收集的電荷異構(gòu)體進(jìn)行分析,解析其結(jié)構(gòu)特征。



02. 研究結(jié)果

(1) 方法適用性驗(yàn)證

使用MauriceFlex儀器僅用1天完成了從分析型cIEF轉(zhuǎn)化為制備型餾分收集的方法開(kāi)發(fā),并在2.5小時(shí)內(nèi)完成了高純度電荷異構(gòu)體餾分收集。結(jié)果發(fā)現(xiàn)分析型與制備型cIEF的峰數(shù)量相同,方法轉(zhuǎn)化后分離效果良好,表明從分析到制備的方法轉(zhuǎn)換可靠,為后續(xù)質(zhì)譜分析提供了可靠的樣本。

生物藥電荷異構(gòu)體分析難題如何破?MauriceFlex +MS來(lái)解鎖!

圖1 Matuzumab的分析型icIEF(上)與制備型icIEF餾分收集電泳圖(下)對(duì)比


(2) 方法穩(wěn)定性評(píng)估

為了評(píng)估餾分收集方法的穩(wěn)定性,將Matuzumab樣品在制備型icIEF模式下獨(dú)立收集三次(Run1- Run 3),通過(guò)分析型icIEF對(duì)每次收集的餾分進(jìn)行驗(yàn)證(圖2),結(jié)果顯示各電荷異構(gòu)體在不同分離批次中的峰形和位置高度一致,表明MauriceFlex制備型icIEF(餾分收集)具有良好的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性。盡管三次實(shí)驗(yàn)餾分在96孔板中分布位置存在微小偏移(1-2孔),但通過(guò)分析型icIEF驗(yàn)證可輕松匹配對(duì)應(yīng)餾分,驗(yàn)證了餾分收集過(guò)程的穩(wěn)定性。

生物藥電荷異構(gòu)體分析難題如何破?MauriceFlex +MS來(lái)解鎖!

圖2 Matuzumab樣品三次餾分收集后的分析型icIEF結(jié)果


(3) 質(zhì)譜分析

使用高分辨率質(zhì)譜儀檢測(cè)未分離的Matuzumab抗體和經(jīng)過(guò)MauriceFlex分離的餾分,發(fā)現(xiàn)未分離的樣品質(zhì)譜信號(hào)重疊嚴(yán)重,而經(jīng)MauriceFlex分離的餾分在質(zhì)譜圖上顯示出更清晰和特異的峰,表明MauriceFlex有效地富集了特定的電荷異構(gòu)體。通過(guò)質(zhì)譜成功鑒定了包括C末端賴氨酸異構(gòu)體(K2、K1、K0)糖基化異構(gòu)體(FA2和A2G1),這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解單克隆抗體的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義。研究還發(fā)現(xiàn)了一些未報(bào)道過(guò)的酸性異構(gòu)體,表明MauriceFlex餾分收集和質(zhì)譜的分析方法能有效揭示復(fù)雜電荷異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)信息。

圖3 非分餾樣品(上)與icIEF餾分(下)的質(zhì)譜對(duì)比



03. 總結(jié)

作者以Matuzumab為測(cè)試對(duì)象,成功開(kāi)發(fā)了分析型icIEF方法,并快速轉(zhuǎn)化為制備型icIEF方法,2.5小時(shí)內(nèi)完成高純度電荷異構(gòu)體餾分收集,質(zhì)譜分析則清晰揭示了包括C末端賴氨酸異構(gòu)體、糖基化異構(gòu)體在內(nèi)的多種電荷異構(gòu)體,甚至發(fā)現(xiàn)了一些未報(bào)道過(guò)的酸性物質(zhì)。MauriceFlex+MS聯(lián)用方法不僅克服了傳統(tǒng)方法的局限性,還顯著提高了分析的分辨率和準(zhǔn)確性,為單克隆抗體的深層表征提供了全新的視角。




MauriceFlex全自動(dòng)毛細(xì)管電泳分析與組分收集系統(tǒng)


(1) 一機(jī)智能:CE-SDS、Turbo CE-SDS、icIEF和icIEF組分收集多種模式卡盒即插即用,簡(jiǎn)單易用

(2) 快速開(kāi)發(fā):1-2天即可實(shí)現(xiàn)快速方法開(kāi)發(fā),平臺(tái)方法易轉(zhuǎn)移

(3) 高效分離:數(shù)小時(shí)內(nèi)即可分離和收集電荷異構(gòu)體組分

(4) 應(yīng)用自由:餾分收集后的樣本可兼容多種下游表征:質(zhì)譜分析、肽圖分析、糖型分析、活性分析等等

(5) 適用廣泛:全自動(dòng)表征生物大分子蛋白質(zhì)藥物電荷異構(gòu)體和分子量大?。?jiǎn)慰?、雙抗、抗體偶聯(lián)藥物、重組蛋白、融合蛋白、病毒載體等多種類型樣品


* 參考文獻(xiàn):Wittmann, Antonia et al. Evaluation of a cIEF Fractionation Workflow for Offline MS Analysis of Charge Variants of the Monoclonal Antibody Matuzumab. Electrophoresis. 2025;46(3-4):240-249.

* 本文轉(zhuǎn)載自「ProteinSimple」微信公眾號(hào)





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