2021-11-17 18:39:32, Shodex 昭和电工科学仪器(上海)有限公司
抗体药物作为对目标分子的特异性高、副作用小的治疗药物备受关注,但是在制造工序和保存过程可能会产生凝集,形成二聚体和更大的寡聚体。这些寡聚体在体能会造成成为诱导抗体产生和细胞性免疫的免疫原性的副作用,所以在品质管理上分析这些杂质非常重要。
二聚体和寡聚体的分析通常使用硅胶基质水溶性SEC色谱柱,Shodex PROTEIN LW-803在此领域显示出了高分离性能。本文使用IgG(分子量约为15万)和牛血清蛋白(BSA,分子量约为6.6万)作为样品,和其他公司色谱柱做了比较。此外,也研究了对于IgG的进样量和分离性能的关系。
在抗体药物制剂中为了IgG的溶解性和稳定性有时会添加少量表面活性剂,把握其浓度在品质管理上也很重要。但是,要定量UV吸收非常少的表面活性剂非常不容易。因此,研究了使用聚合物基质反相色谱柱Shodex ODP2 HP-2D,不进行前处理迅速进行含有IgG和NaCl样品的多聚盐溶液的LC/MS定量分析。
人血清多克隆IgG的分析结果如下图所示。使用流动相溶解IgG,以10mg/mL浓度进样5μl。除了单体外还检测出了二聚体和更大的寡聚体。如果关注单体和二聚体的分离,就会发现LW-803的效果比本公司原有产品KW-803及其他公司产品优异。
其次,是来自重组CHO细胞的单克隆IgG的分析结果,如下图。进样量为20μl,浓度为1mg/mL。果然出单体外,还检测出了二聚体、三聚体以及寡聚体。在单体和二聚体的分离、二聚体和三聚体的分离方面,LW-803的性能均优于其他产品。
下图为BSA的分析结果。2mg/mL浓度进样5μL。除单体外也检测出了二聚体和三聚体。
将谱图错开,使BSA的峰处于同一位置,得到下图。
理论塔板数(TPN)和单体、二聚体的分离度(RS(M/D))如下表所示。从结果看出,LW-803的分离性能最好。
下图是浓度为10mg/mL的多克隆IgG,进样量从1-100μL注入LW-803时的色谱图,以及样品进样量和理论塔板数以及单体和二聚体分离度的关系。
进样量在1-20μL范围内,分离性能保持不变。即使进样100μL(绝对注入量1mg),分离性能也不会有太大的下降(分离度在1.5以上),可以满足高载样量要求。
ODP2 HP-2D的填料基质为聚羟基甲基丙烯酸酯。由于亲水性高,和一般的ODS色谱柱不同,对于蛋白质等样品由于疏水性相互作用很难保留。在碱性条件下可以完全抑制疏水性相互作用。另外,由于孔径为40Å,也能起到尺寸排阻的作用,蛋白质也可能在V0处被洗脱。这样,IgG和反相模式下保留的表面活性剂可以充分分离。为了不将IgG导入MS,在UV检测器后面配置了切换阀,将色谱柱中0-5min流出的液体导入废液瓶,5min以后的液体导入MS机器。
此处分析的表面活性剂,选择了抗体医药制剂中经常使用的Tween(polysolvate)。Tween如下图所示,由山梨醇骨架、聚乙二醇单链和酯键连接的长链脂肪酸构成。
Tween并不是单一的结构,而是包含了各种结构的成分。所以首先通过扫描测定选择了强检出成分,用那个离子通过SIM做检量线,尝试定量。样品为Tween 50mg/L,IgG 1g/L,NaCl 0.3mol/L的混合水溶液,进样量皆为2μL。
流动相中使用氨水得到Tween20的SIM谱图。监测离子是m/z735.7。比较不含有IgG和NaCl的情况(图a)和包含IgG和NaCl的情况(图b),可以发现两者的色谱图非常一致,离子抑制作用对于定量几乎没有影响。检量线(图c)也有良好的直线性。
使用Tween20一样的方法分析Tween80。监测离子为m/z848.8。比较不含有IgG和NaCl的情况(图a)和包含IgG和NaCl的情况(图b),可以发现两者的色谱图非常一致,离子抑制作用对于定量几乎没有影响。检量线(图c)也有良好的直线性。
Shodex PROTEIN LW-803在IgG和其寡聚体的分离上表现优异。在更低分子量领域分离性能也高,是在抗体分解物和其它蛋白质分析领域非常实用的色谱柱。此外,也能对应高载样量样品。
Shodex ODP2 HP-2D可以在IgG和NaCl存在条件下分析非离子性表面活性剂Tween,而并不需要进行除蛋白和脱盐的前处理。在碱性条件下,IgG可以完全在V0处被洗脱,这里充分利用了聚合物基质色谱柱强耐碱性的优点。高效的Tween高灵敏度分离方法,也可以在抗体与药制剂领域中应用。通过使用50mm长度的色谱柱ODP2 HP-2B,可以得到更高速的分析。
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