方案分享 | XBridge Premier SEC色谱柱助力生物药品中SEC-MALS分析

2023-10-21 19:54:11, 沃特世沃特世科技（上海）有限公司

多角度激光光散射仪（Multi-Angle Laser Light Scattering，MALS）与SEC联用已广泛应用于定性和定量蛋白及其他生物制药的各种关键质量属性，包括绝对摩尔质量、聚集体、纯度、空包率等。其中，Waters Arc Premier HPLC与怀雅特（Wyatt）多角度激光光散射仪DAWN™、干涉型示差折光检测器Optilab™（dn/dc仪)联用，再搭配使用XBridge Premier系列体积排阻色谱柱，可以显著增强系统性能，拓展其在生物制药领域的应用。

选择一款合适的色谱柱是方法开发成功的第一步， XBridge Premier作为SEC平台分析方法的色谱柱，可节省大量方法开发时间。使用该色谱柱，进行SEC-MALS联用定量分析蛋白和AAV，比传统硅胶填料色谱柱具有更好的耐用性和更高的灵敏度。下面小编就带大家来看一下XBridge Premier SEC色谱柱在实际SEC-MALS分析中的应用吧~

材料和方法

仪器

Waters Arc Premier HPLC搭载2998 PDA UV检测器（可同时采集280 nm、260 nm）；
MALS、UV和dRI进行数据收集；
ASTRA™软件进行分析。

样品1：蛋白质

Herceptin（trastuzumab）：10 µL，21 mg/mL；
Kanjinti（trastuzumab biosimilar）：10 µL，21 mg/mL；
Pertactin：50 µL，0.5 mg/mL；
UT antibody：50 µL，1.0 mg/mL。

色谱柱：

XBridge Premier ProteinSEC色谱柱，250 Å（7.8 mm x 300 mm）

Wyatt Technology硅基SEC色谱柱，300 Å（7.8 mm x 300 mm）

流动相：

Dulbecco’s PBS（10 mM Na2HPO4、1.8 mM KH2PO4、137 mM NaCl、2.7 mM KCl、3.1 mM NaN3 pH 6.7）。

流速：

0.5 mL/min。

样品2：AAV

样本：

empty和full AAV8样本。

色谱柱：

XBridge Premier GTx BEH SEC色谱柱，450 Å（7.8 mm x 300 mm）

Wyatt Technology AAV色谱柱，500 Å (4.6 mm x 300 mm）

流动相：

采用Wyatt’s AAV SOP Guidance Manual配制。

流速：

0.5 mL/min。

讨论

蛋白质

Premier减少二级相互作用

由于二级相互作用，Pertactin在硅胶柱中洗脱时呈分裂峰。在不改变流动相、流速或进样量的情况下，Pertactin从XBridge色谱柱中洗脱出明确的单体峰（图1，右图）。MALS提供了摩尔质量的绝对定量，另外MALS定量也证实了第二个峰不是由色谱柱上二聚体分解或其他共洗脱物质导致的。

图1. Pertactin从通用硅胶SEC色谱柱（左图）和Waters XBridge Premier Protein SEC色谱柱（右图）中洗脱。通过MALS测定的摩尔质量与光散射色谱图重叠。

SEC-MALS分析蛋白质的优势

无论洗脱次序如何，MALS都可以准确测定分子量。同时，在线DLS可以确认洗脱效果是否理想，因此SEC-MALS大大降低了色谱条件优化的难度，节约了时间和成本。

图2. 左图是MALS测定的分子量与光散射信号的色谱叠加图。右图是在线DLS测定的流体力学半径Rh与光散射信号的色谱叠加图。

SEC-MALS评估生物药相似性

通过SEC-MALS分析和比较创新药曲妥珠单抗Herceptin和生物类似药Kanjinti的相似性。两种药物的单体和二聚体摩尔质量相同，均含有98%的单体和~1%的二聚体。XBridge Premier色谱柱可以将样品中的单体和低分子量(LMW)组分分离。两种药物均含~1% 低分子量组分;但它们的低分子量组分的摩尔质量不同。

图3. 左图为由MALS测定的LS色谱图和分子量叠加图。右图为LS色谱图的局部放大图。

AVV

使用GTx gene therapy色谱柱增强AAV多种质量属性定量分析（MAQTM）

腺相关病毒（AAV）是一种单链DNA病毒，被广泛作为基因治疗的一种递送方式。AAV产品的关键质量属性（CQA）可通过SEC-MALS定量，包括病毒滴度、完整衣壳比率和聚集体含量。SEC-MALS提供了强大且易于操作的方法来测量CQA以及扩展表征，该方法检测在上述关键质量指标和扩展表征的时间不超过30分钟。

图4. 两个实心AAV样品的多种质量属性定量分析结果与光散射信号。左图，具有摩尔质量的LS信号。右图为具有颗粒浓度与LS信号。

XBridge Premier GTx 色谱柱相比传统硅胶色谱柱，在SEC-MALS分析方面具有更高的灵敏度。如图5所示，洗脱病毒滴度的测量值与进样的病毒滴度匹配，即使值低于当前LOQ，即5 x 10e+10 particles/mL（ASTRA AAV SOP 中指定，数据使用传统7.8 × 300 mm的硅胶柱测定）。灵敏度的提升有助于节省珍贵的样品或提高信噪比，从而提高方法的稳定性。

表1. 通过组合SEC-UV-MALS工作流程测量的多个CQA。

图5. 使用7.8 x 300 mm XBridge primer GTx色谱柱测定AAV的定量限，比使用相同尺寸的传统硅胶色谱柱测定的值更低。

量化大尺寸的AAV聚集体

基于硅胶的4.6 mm SEC色谱柱只能分离部分AAV聚集体和单体。相比之下，7.8 mm GTx SEC色谱柱将聚集体与主要单体峰完全分离，甚至提供了聚集体亚种之间的分辨率。这种聚合物分辨率的提高有助于更好地定量分析聚合物和颗粒污染。

图6. 聚集体的放大图。本次比较中使用了完整AAV8血清型。WTC AAV色谱柱是4.6 mm x 300 mm的硅胶柱。XBridge Premier GTx是7.8 mm x 300 mm的色谱柱。

结论

XBridge Premier SEC色谱柱可提供优秀的分离和高质量的光散射数据。对于蛋白质分析，XBridge Premier色谱柱提供了出色的分离度并有效地减少了离子次级作用。对于AAV应用，XBridge Premier GTx色谱柱能保证高灵敏度、高回收率和理想的光散射数据质量，有助于实现AAV样品的多属性分析。XBridge Premier Protein SEC和XBridge Premier GTx SEC色谱柱结合Wyatt MALS，为表征治疗性蛋白药物和AAV药物提供了理想的分析方案。

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