日前,全国生物制药工业界首台用于提供技术服务的分析型超速离心机(Analytical Ultra-Centrifuge, 简称“AUC”)落户上海臻格生物技术有限公司(以下简称“臻格生物”)。以在国际知名药企担任AUC技术负责人多年的专家作为臻格生物AUC团队的首席科学家,臻格生物正式宣布开始为广大客户提供AUC技术服务。

Q1: 什么是分析型超速离心?

A:分析型超速离心是通过分析液体环境中溶质(例如蛋白质)在离心力作用下的运动轨迹研究溶质分子的流体动力学特点的技术,该项技术使用的仪器称为分析型超速离心机(Analytical Ultra-Centrifuge, 简称为“AUC”)。

简单的说AUC就是带有光学检测系统,具备检测离心过程中溶质移动过程功能的超速离心机,其工作原理是:离心过程中溶质在离心力的作用下,原来均匀分布在溶液中的溶质沿着离心力的方向运动,使样品溶液产生了溶剂/溶质界面;在使用较大转速进行离心时,这一界面会一直沿离心力方向朝样品室底部移动直至消失;而界面的形状与移动的速度与溶质的分子量、溶质分子的形状、溶质分子是否存在自聚合、溶剂的密度、粘度等因素相关。

AUC的光学系统可以将界面变化(光吸收变化或干涉光变化)记录下来,通过对光学系统记录的资料的分析,可以测定样品中蛋白质的分子量、沉降系数、蛋白质单体、聚合体以及蛋白碎片的含量等,这种超速离心称为速率沉降(Velocity Sedimentation)。当使用的离心速度较小时,随着界面的移动,溶质的浓度逐渐增加;在浓度达到一定数值时,离心力导致的溶质运动(与离心力方向相同)与扩散导致的溶质运动(与离心力方向相反)达到平衡,因此界面的形状和位置不会再变化,该“固定”的界面的形状和位置是由溶质分子量和浓度、溶质分子是否有可逆性的自聚合等因素决定。因此通过分析这一界面的形态,可以测定溶质分子量、扩散系数等参数,研究可逆性自聚合的特征等,这种分析型超速离心技术称为平衡沉降(Equilibrium Sedimentation)。

Q2: AUC如何在生物大分子分析中应用?

A:在生物制药行业中,AUC技术有以下应用:

1. 测定蛋白的分子量、沉降系数等;

2. 测定样品中药物蛋白的单体、聚合物和碎片的含量;

3.  评估尺寸排阻层析(Size Exclusion Chromatography,简称“SEC”;又称凝胶过滤层析 Gel Filtration Chromatography)的可靠性,支持SEC方法的建立;

4.  研究药物蛋白在不同溶液配方中的可逆性自聚合,评估蛋白可逆性自聚合对药物蛋白稳定性的影响以及引起病人针对药物的免疫反应的风险;

5.  研究蛋白与蛋白之间、蛋白与小分子之间的相互作用。

Q3: 与其他相关的蛋白质分析方法相比,AUC分析有哪些优势?

A:与十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(简称“SDS-PAGE”)、质谱相比,AUC分析可以在药物蛋白处于天然状态下进行,避免对蛋白质造成破坏,无需标记物、标准品等加入。这使得检测过程更加便捷,样品可回收再利用。与SEC方法相比,AUC分析在溶液中进行,无需固定相介质,避免了由于蛋白质与固定相介质的相互作用造成对蛋白分子量的估值偏差。另外,也可避免这种相互作用造成的对聚合物或蛋白碎片含量的低估或高估。因此,近年来,美国FDA要求SEC测试结果要有AUC数据支持。

Q4: 臻格生物可以提供什么分析服务?

A:此次引进的AUC同时具有紫外与干涉检测器,配备控温系统可以稳定控制分析过程维持在4℃-40℃,最高通量可以同时分析7个样本。因此,可以帮助客户进行包括但不限于以下测试的技术服务:

1.  对原料药或药物成品的蛋白进行单体、聚合物和蛋白碎片含量分析;

2.  测定蛋白质在天然状态下的分子量;

3.  通过对比AUC和SEC方法获得的结果,支持SEC方法的建立;

4.  测定药物蛋白在不同缓冲液的可逆性自聚合并对检测到的可逆性自聚合进行特征性分析,为配方缓冲液(Formulation Buffer)开发提供依据。并以此特征评估可逆性自聚合是否影响蛋白稳定性以及在病人引起针对药物的免疫反应的风险