分析服务
AUC分析超速离心

日前,臻格生物正式宣布开始为广大客户提供AUC技术服务,这是全国生物制药界首台用于提供技术服务的分析型超速离心机AUC。AUC团队的首席科学家有多年在国际知名药企担任AUC技术负责人的经验。

Q1: 什么是分析型超速离心AUC?

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, 来研究溶质分子的流体动力学特点的技术。

简单的说AUC就是带有光学检测系统,具备检测离心过程中,溶质移动轨迹功能的超速离心机,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、形状、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)。

随着离心时间的推移,溶质在离心力的作用下向底部移动,靠近底部的溶质浓度逐渐增加;当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,形成稳定界面,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.  评估尺寸排阻层析方法(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提示高聚体可能引起免疫反应的风险,AUC可检测出溶液中聚体的类型,比如二聚体、高聚体,通常来说高聚体更容易引起免疫反应。

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,避免对蛋白质天然构象造成破坏,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,FDA建议在BLA申报阶段SEC测试结果要有正交方法支持,AUC是一个理想的手段。


Q4: 臻格生物的AUC可以提供什么分析服务?

A:臻格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温度在4℃-40℃,可以最多同时分析7个样本。因此,可以帮助客户进行以下测试的技术服务:

1.  对drug substance, 或drug product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.  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中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

Stunner

Stunner同时集成UV/Vis、DLS和SLS三个检测模块。采用微流控芯片技术,1次检测仅需2μL样品便可获得浓度、粒径、多分散性和聚集性等多个数据,可实现生物样品快速的检测,已广泛应用于AAV、抗体、ADC、mRNA等生物制药领域。目前,臻格生物拥有Stunner微流控多功能分析平台,可提供高效、准确、全面的分析检测,助力产品的快速研发。该平台具有以下优势: 

高精度多样品的多通道检测:采用96道微流控板检测,可以避免样品交叉污染和由于操作引起的测量误差,一次检测可获得浓度、粒径、多分散性和聚集性的数据。

图1:96通道检测板,仅需2uL样品完成全光谱UV/Vis/DSL/SLS检测


极少样品量的成药性评估:在早期筛选阶段,样品稀缺。Stunner一次检测仅需2μL,实现极少量样品完成成药性评估,节省时间和成本;Stunner 动态检测范围为0.03~275mg/mL,对于高浓度制剂的成药性评估也可轻松完成。

图2:一次样品检测获得制剂成药性评估的必要数据

制剂处方的快速筛选:Stunner在检测DLS的同时,还可以实时获得精确的蛋白浓度,轻松获得最精准的扩散相互作用参数 (kD) 和第二维里系数 (B22),预测抗体/ADC等蛋白在缓冲液中的聚集倾向和长期稳定性,可用于抗体和ADC等蛋白制剂处方的快速筛选;由于样品用量少,检测速度快,可低成本、快速获得最优的制剂处方。 

图3:Stunner的数据处理功能直观的反映制剂放置过程中的变化,让处方筛选一目了然。


ADC DAR值快速检测:利用Unmix算法拆分吸收曲线,实现抗体和偶联药物的分别定量,可以快速检测ADC样品的DAR值,可用于ADC早期研究的快速筛选、和反应过程监测等,加快ADC的研发速度。

图4:利用Stunner快速检测ADC DAR值

合规性: Stunner采用独立认证的NIST标准品对仪器性能进行检测,可满足USP & Ph. Eur. 对UV/Vis定量设备在吸光度、准确度、精密度、线性、波长准确性、杂散性和分辨率的要求,从而保证了数据的准确可靠。同时,Stunner软件符合21CFR Part 11要求,数据全程可追踪。


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