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药物分析

Pharmaceutical Analysis

药物分析

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蛋白质、多肽药物表征分析

概要:
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基于先进的质谱和色谱平台,最正规英国365网站提供了如下生物药表征分析服务:

1)精确分子量测定

2)一级序列确证

序列覆盖度/肽谱分析

N端及C端序列确证

3)修饰谱分析

4)糖基化修饰分析

糖基化位点及糖型分析

寡糖谱分析

5)二硫键分析

6)ADC药物偶联位点分析

7)电荷异质性分析

8)聚体和片段含量分析

9)唾液酸含量分析

10)宿主残留蛋白鉴定及定量

11)氨基酸含量分析

12)药物靶点确认

 

生物药表征分析的必要性:

确保生物药的稳定性、药效、药代动力学、用药安全性

 

 

 

详细内容:

1)精确分子量测定

采用高精度质谱可获得生物药的精确分子量,质量误差可在 1Da 之内。根据这一基本质量 属性,一方面可以判断生物药一级序列结构的正确性,另一方面可以获得生物药分子上可能存 在的主要修饰形式。

 

2)一级序列确证

序列覆盖度/肽谱分析

肽谱分析是对生物药品一级结构进行确证的金标准。涉及的检测方式有两种,一种是使用质谱 (MS) 鉴定序列,一种是使用紫外(UV)检测比较样品谱图与参比谱图的一致性。

 

N端及C端序列确证

抗体或重组蛋白由于N末端信号肽序列加工不完全,易发生末端甲硫氨酸残基变异、焦谷氨酸环化修饰等。C末端则常见序列截短,如单克隆抗体重链C末端Lys残基缺失。因此,需对产品的末端氨基酸序列进行分析,以鉴别蛋白质的氨基端、羧基端的性质及其均一性。

3)修饰谱分析

翻译后修饰是各类重组蛋白、抗体中普遍存在的现象,会带来产品的异质性并影响质量。ICH-Q6B指南要求应对生物药的脱酰胺、磷酸化、糖基化、氧化等修饰形式进行分析,制定验收质量标准。高精度质谱结合专业的解析软件,可对蛋白质上存在的翻译后修饰种类及其占比进行分析。

4)糖基化修饰分析

同其他修饰不同,糖基化修饰具有极高的异质性,是蛋白质结构异质性的重要因素。糖链的结构在补体激活和受体亲和性上发挥着至关重要的作用,因而,糖基化修饰又是影响治疗性抗体有效性的关键属性。此外,非人类来源的糖型可能会引发免疫反应,而带来安全性问题。因此,糖基化修饰分析是表征治疗性糖蛋白(尤其是单抗)的重要部分。ICH-Q6B指南提出,需对糖蛋白的糖基化位点、糖链结构(糖型)及含量进行明确。

糖基化修饰较为复杂,对分析技术的要求较高,只有具备有效的富集手段、高精度LC-MS/MS及专业的数据解析软件,方能对糖基化进行有效的表征。

 

糖基化位点及糖型分析

在药物筛选阶段,可以通过糖肽分析,同时获得糖基化修饰位点、糖链类型及各糖型的相对丰度信息,简便快捷,流程如下:

糖蛋白酶解 ®糖肽富集®LC-MS/MS分析®数据解析

 

寡糖谱分析

一般采用pNGaseF酶将糖链从糖蛋白上酶解下来,并将糖链用2-AB试剂进行衍生化标记,之后一方面采用高精度质谱对糖链类型进行鉴定,另一方面可通过荧光信号对糖链进行定量分析。在放行阶段,可仅采用荧光色谱对糖谱进行定量分析。

5)二硫键分析

二硫键分析可用于生物药的结构分析,协助完成分子设计、性质改良和工艺研究。非还原条件下的肽谱数据,结合专业软件进行数据解析,可获得二硫键定位信息。

6)ADC药物偶联位点分析

对于ADC药物而言,对药物在抗体上的偶联位点及其偶联比例进行表征是进行质量控制的关键步骤。通过高精度质谱技术可同时获得偶联位点及其比例,并可根据比例计算DAR值。

7)电荷异质性分析

蛋白质所带有的翻译后修饰会引起表面电荷改变,产生电荷异质性,进而影响药物的亲和力等。通过等电聚焦凝胶电泳(IEF)、毛细管等电聚焦凝胶电泳(cIEF)、阳离子交换色谱法(CEX)和阴离子交换色谱法(AEX)可以对抗体主峰和酸(碱)性变异体进行分析。

8)聚体和片段含量分析

蛋白质构象波动或局部结构微变可能会导致蛋白质中具有聚集倾向的序列或“热点(hot spot)”暴露,进而形成二聚体和/或寡聚体。在生物药开发过程中以及在整个生产中均应对电荷异构体进行鉴定和监测。利用分子排阻色谱法(SEC-HPLC)可对单体和多聚体分子进行分离及含量分析。

9)唾液酸含量分析

唾液酸对于维持糖蛋白的稳定性和空间构象具有重要作用,抗体药物的N-聚糖和O-聚糖上的唾液酸主要为N-乙酰神经氨酸(Neu5Ac)和N-羟乙酰神经氨酸(Neu5Gc),因人体不能合成 Neu5Gc,故其具有一定的免疫原性。为确保药物的安全和效用,保持批次间质控的一致性,ICH Q6B规定了在工艺开发、制造纯化、剂型开发和稳定性测试等过程中需监测唾液酸结构与相对含量。检测时首先对蛋白质上的唾液酸酸解,之后利用三重四极杆质谱LC-MS/MS(QTRAP4500)检测,根据标准曲线对唾液酸含量进行准确定量。

10)宿主残留蛋白鉴定及定量

美国药典已经明确,需采用LC-MS/MS技术对生物药宿主残留蛋白进行鉴定及定量,建立这类杂质控制的质量标准。不同批次原液及产品均应进行宿主残留蛋白的分析。由于宿主残留蛋白含量低,其分析受到药物主成分的影响,因此如何对其进行较为全面的鉴定和定量,需要在技术方法上进行考量。

11)氨基酸含量分析

将蛋白质或多肽酸水解后进行衍生化及HPLC分析。

12)药物靶点确认

蛋白质芯片是进行药物靶点分析的有力工具。运用独一无二的人两万点蛋白质芯片与目标药物孵育,之后用荧光标记的特异抗体、亲和素等方式进行显色,即可对药物的作用靶点进行确认。

 

关键词: 药物表征 生物药表征 表征

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