大分子药物生物分析

针对生物大分子制药研发流程的每一个环节，PerkinElmer公司可提供覆盖分子-细胞-活体-组织的全方位检测技术、仪器平台、试剂耗材及相关服务。针对杂交瘤、噬菌体或人源B细胞等不同文库的抗体筛选，高通量多模式检测系统、多标试剂（如高灵敏度免洗Alpha技术）及细胞株、高内涵细胞显微成像系统、自动化样品处理工作站可以在分子及细胞水平提供最佳的高通量抗体筛选及优化方案。对于抗体药物的临床前/临床功能验证、安全评价及治疗效果，可借助生化检测及分子影像学平台，完成从分子机制、细胞信号通路、组织微环境及整体动物水平的系统评价。针对抗体工艺开发及生产质控过程中的抗体纯度、糖基化、片段化/聚合化、荷电异质性及宿主细胞残留等重要质控指标，全自动毛细管电泳抗体分析系统和多模式检测及专业试剂盒可大大降低该环节的技术成本。另外，随着医疗大数据时代的到来，PerkinElmer Signal数据挖掘分析系统，结合高质量显微成像技术和数字定量病理智能算法，为基础研究到临床实践的转化进一步助力加速。

芬兰BioNavis生物大分子相互作用分析仪又叫所参数表面等离子体共振分析仪，BioNavis的SPR是在传统领域的基础上将应用扩展到材料科学和生命科学等领域。本篇文章主要介绍的就是利用BioNavis MP-SPR表征大面积的原子层石墨烯膜。

我们借助于TSQ Altis的高灵敏度建立了一种基于沉淀酶解法的IgG-1类型单抗药物临床前生物分析的通用方法。该方法操作简单，价格低廉且具有高度通用性，可使用于临床前动物模型的所有生物基质。此外该方法还可以在测量体内药物浓度的同时监控单抗大分子药物的结构完整性。该方法广泛适用于药物开发的早期筛选以及药物的临床前研究阶段，提供注册必需的药代和药效动力学以及吸收/分布/代谢/排泄数据。该方法可为广大药企和CRO公司节约大量的方法开发时间， 并提供更多维的信息帮助制药工作者在早期判断候选抗体的成药可能性。

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[摘要]误差是化学实验中不可避免的--个因素，其中系统误差和随机误差在一定的实验条件下是一定会存在的，不过--些不规范实验操作所引起的误差或者说是失误还是可以通过细心的实验操作和实验优化有效避免的。本实验探究的是粘度管倾斜度对粘度法测定大分子分子量的影响。[关键词]大分子 分子量倾斜度粘度法[引言] 在高聚物的研究中,相对分子质量是-一个不可缺少的重要数据。他不仅反应了高聚物分子的大小，且关系到高聚物的物理性能。但与一般的无机物或低分子的有机物不同，高聚物多是相对分子质量不等的混合物，因此通常测得的相对分子质量是-一个平均值。高聚物的相对分子质量测定的方法有很多，比较起来，粘度法设备简单，操作方便，并有很好的实验精度，是常用的方法之一。1由实验原理，高聚物的分子质量由公式[ n ]=KM' 得到, 由此看出，高聚物相对分子质量的测定，最后可归结为溶液特性粘度[η ]的测定。而在实验教材中，粘度管要求保持竖直状态，本实验探讨的就是粘度管的倾斜度，对t值测定的影响通过计算后从而探讨对大分子分子量的影响。

本文使用岛津生物兼容液相系统（Nexera Bio）建立了一种疏水作用色谱（HIC）方法用于抗体药物偶联物（ADC）中药物抗体比值（DAR）和药物分布的测定。Nexera Bio系统通过对关键部位的惰性化升级，在耐受高压的前提下，升级的惰性表面降低了生物大分子在不锈钢管路中的吸附，并且可耐受高盐洗脱体系，更适合于生物大分子样品的分析。

本应用介绍了利用 SFC/MS 对二肽和三肽、小分子肽和大分子肽的分析。在改性剂含量通常高达 50% 的梯度中，肽发生洗脱。测得的保留时间RSD 通常低于 0.2%，并且峰面积 RSD 通常低于 2%。作为示例，借助 Skyline 软件创建了用于八肽血管紧张素 I I 的 MRM 方法。本研究证明了 SFC/三重四极杆组合对肽的分析能力。最后，利用 SFC/MS 对大分子肽胰岛素进行了分析，并对测得的电荷态进行解卷积实现了对分子量的测定。

为了以更安全的剂量水平实现更好的疗效，新开发的生物治疗药物变得越来越复杂。为支持这类药物的开发，需要使用灵敏度和选择性更高的分析方法，达到更低的检测限。 而样品接触到样品板、样品瓶或移液枪头等实验室器皿时发生的非特异性结合(NSB)或吸附，是单克隆抗体(mAb)等疏水性生物大分子的分析中经常出现的问题。这种现象与分子的理化性质有关，通常在低浓度下更为明显。样品的非特异性吸附可能导致回收率降低、分析物损失、分析方法重现性差，最终导致分析达不到所需的检测限。因此，尽可能减少非特异性结合非常重要。

生物分析对于生物大分子药物的早期研发，临床前研究乃至临床研究阶段都具有非常重要的意义。为了提供药代动力学（pharmacokinetics,PK）,药效动力学（pharmacodynamics, PD）和毒动学（toxicokinetics, TK）所需的时间序列数据，我们对在生物基质中测定生物大分子药物浓度的准确性，灵敏度，选择性和通量均提出了非常高的要求。

抗体是一种结构复杂的生物大分子，由多个氨基酸组成。即便是天然的抗体，其结构也是各不相同。抗体药物中使用到的单克隆抗体(IgG)在生产工艺(细胞培养、分离纯化)与保存过程中易发生不均一性的变化，包括抗体蛋白的二聚体、多聚体、脱酰胺化、末端氨基酸突变以及糖链部分的结构差异。这些不均一性会使药物的药效、安全性方面受到影响。 而随着生产工艺及分析手段的进步，单克隆抗体类药物的质量控制将更加严格。高效液相色谱(HPLC)作为一种分离技术，在蛋白质、抗体等生物大分子的分离分析方面已得到越来越广泛的应用。近年来，东曹生物的科学家们一直致力于在生物药分离领域开发具有革新性的色谱分离介质，基于尺寸排阻、离子交换色谱等多种HPLC分离技术实现了对抗体多聚体、各种抗体异构体的高效分离，在抗体药物的质量控制方面提供了有效地监控手段。

本解决方案涵盖小分子药物、生物大分子、合规性、仿制药“生物等效性”实验样本分析平台以及成本优化方案。

随着越来越多的肽类药物的研发和上市，从临床前药物开发阶段获得药代动力学信息，到药物临床研究，再到治疗药物监测阶段，都离不开生物样本中多肽的定量分析技术。此外，具有诊断潜力的内源性肽类生物标志物的定量，以及蛋白特征肽段分析也依赖于多肽的生物分析技术。艾杰尔飞诺美提供多肽生物样本的制备技术，以及从小分子到大分子的色谱柱解决方案，助力多肽生物分析方法的高效开发。

SEC-MS和HIC-UV是表征ADC药物DAR分布最常用的两种方法。在本解决方案中，SEC使用了TSKgel SuperSW3000色谱柱，在该色谱柱中使用一种非变性条件下质谱兼容的流动相，通过高分辨率ESI-MS检测，验证药物模拟物中ADC组分的分子量。HIC-UV方法中使用的是疏水色谱柱TSKgel Butyl-NPR，对样品中各种抗体-载荷的ADC异构体进行疏水性分析。结合使用这两种分析技术，可以有效验证ADC生物大分子的DAR谱图。

多肽药物是介于大分子蛋白/抗体类药物和小分子药物之间的一类重要的药物分子，因其生物活性高、靶向专一性高、选择性高、毒副作用低等优点而被广泛应用于疾病治疗领域[1]。ThermoObitrap因其超高的分辨率，质量轴稳定性，已经广泛应用在了多肽药物结构表征中。Obitrap 作为高分辩还具有极高灵敏度和线性范围，因此也被越来越多的应用到药物的定量研究中。PTH 是甲状旁腺主细胞分泌的由84个氨基酸组成的多肽类激素，其对于维持钙磷代谢的稳定起着至关重要的作用。特立帕肽（SVSEIQLMHNLGKHLNSMERVEWLRKKLQDVHNF，4117.7 Da）是一种人工重组合成的人PTH 1-34多肽，是第一个被美国食品药品监督管理局（Food and DrugAdministration，FDA）批准的抗骨质疏松性骨折的骨合成药物。

一些分子量非常大的淀粉，无法用水来溶解再测试其分子量。热场场流仪TF3，可以用有机溶剂做流动相和溶剂，如：DMSO，即可很好地分析超大分子量淀粉样品的分子量分布。如果结合激光散射检测器，还可以得到绝对分子量。由于TF3没有固定相填料，因此，分离非常温和、无上限；样品也无需用传统的针头过滤器过滤，即可直接进样分析，从而避免了过滤对样品的破坏。

2010年，沃特世首次推出了基于UPLC® 技术的200Å 孔径的体积排阻色 谱(SEC)1。这些体积排阻UPLC (SE-UPLC)色谱柱由亚2 µ m直径的亚乙基 桥杂化(BEH)颗粒组成，与纯硅胶基质颗粒相比，这种颗粒的结构和 化学性质更为稳定。正是有了这些结构更加稳定的颗粒，SE-UPLC才 得以问世。然而，小颗粒和窄内径4.6 mm SE-UPLC色谱柱并不适用于 HPLC系统。因此，沃特世基于稳定耐用的BEH填料推出了兼容HPLC、 颗粒直径为3.5 m、内径为7.8 mm的体积排阻HPLC色谱柱(SE-HPLC)。 从而让拥有HPLC仪器的实验室能够充分利用这一独特颗粒技术的优势， 这些优势还包括与硅胶基质SEC颗粒相比BEH颗粒能耐受更高反压的能 力。本应用纪要将重点介绍专为分离大分子蛋白质而设计的200Å 和 450Å 孔径色谱柱的性能特征，内容涉及分离度、柱间重现性和色谱 柱稳定性。此外，还将介绍在分离较大蛋白质时，这些亚4 m色谱 填料与更大粒径(5和8 m)的标准HPLC颗粒相比在分离度和样品通量 方面的显著优势。

在您由生物药物发现转向生物药物开发之时，您希望尽可能少出意外。扩大生产不应使风险也相应升高。安捷伦提供的测量工具可让您对于了解生物分子在整个开发过程中的确切状态满怀信心。我们的解决方案提供稳定可靠的分析方法，能确保对生物药物的透彻表征以及向质量控制的顺利转移。

分析型超速离心技术（Analytical Ultracentrifugation，AUC）是表征生物大分子特性、研究生物分子理化性质的主要技术手段之一，用于分析样品异质性、聚集体的形成以及分子间相互作用等。瑞典科学家Theoder Svedberg在1925年发明这一技术，并于第二年制造出第一台分析型超速离心机。经过近百年的应用、验证和发展，目前这一技术已广泛应用于生物制药、生命科学及高分子科学等研究领域。贝克曼推出的Optima AUC分析型超速离心机由主机、光学系统、转头以及样本池组件等构成，可以想象成是一台制备型超速离心机和光学检测系统的结合，但不同于制备型离心机，Optima AUC作为分析型仪器可以实时监测样品沉降过程中溶质浓度随时间和距离的改变，从而计算得到分子特性。

单克隆抗体是用于治疗各种疾病的一类重要的生物分子。生物仿制药是创新药物分子的复制品，需要详细表征其关键质量属性 (CQA)，例如聚集体和电荷异构体。与创新药物相比，这些属性必须处于一定范围内才可获得监管机构批准。本研究采用基于 Agilent 1260 Infinity II 生物惰性液相色谱和 Agilent AdvancedBio 色谱柱的两种分析工作流程，对不同制造商生产的两种利妥昔单抗生物仿制药与创新药物的聚集体和电荷异构体图谱进行了比较。结果显示了创新药物与生物仿制药在聚集体和电荷异构体图谱方面的相似性或差异性。生物仿制药 1 与创新药物在聚集体和电荷异构体方面的相似性高于生物仿制药 2。方法表现出优异的日内和日间重现性。Agilent OpenLab CDS 软件的 Peak Explorer 功能使数据审查一目了然。本研究是一系列利妥昔单抗生物相似性研究的一部分。

生物技术药物正在利用基因组编辑和细胞融合等生物技术进行开发。近年来，由于有望有效治疗各种疾病，包括难治性疾病，其中一些药物已在世界范围内推广使用。众所周知，抗体药物，如单克隆抗体（mAb）和抗体偶联药物（ADC），由于其对靶向物质的特异性和亲和力，已知具有良好的治疗效果并可减少不良反应。然而，由于这些生物技术药物是使用动物细胞制造而成，确保药物结构的均一性，是要面临的挑战，这是化学合成小分子药物不曾遇到的。因此，生物技术药物在每个生产工艺中都需要合理的质量控制。例如，ICH-Q6B1),2)提出了生物制品的规范和测试规程，规定在生产过程中产品有关物质应进行分离和/或确定其百分含量。多数情况下，这些检测均使用液相色谱法进行分析。

中药的有效成分是其药理作用的基础，运用现代科学技术和手段研究、揭示中药的多成分、多分子效应机制，是当今中药学研究和发展的基本方向。通过研究中药有效成分与生物大分子之间的关系，有助于中药药理作用机制的研究和药物筛选，更有利于疾病的检测预防和靶向治疗。近年来，基于生物层干涉技术（Biolayer Interferometry，BLI）的Octet® 非标记分子互作分析系统在中药调节信号通路传导、中药靶向治疗等方面的应用有了快速的发展。

。然而，抗体大分子的生物特点使得ADC在肿瘤部位渗透率低，严重限制了ADC的肿瘤治疗效果。在此基础上，科学家通过更换抗体结构，即选用可通过化学合成或原位表达的多肽来作为新的“靶向”，这就是近年来乘势而起的“多肽偶联药物（Peptide-drug Conjugate, PDC）”。

针对生物大分子制药研发流程的各个环节，珀金埃尔默公司可提供覆盖分子-细胞-活体的全方位检测技术、仪器平台、试剂耗材及相关服务。针对杂交瘤、噬菌体或人源B细胞等不同文库的抗体筛选，高通量多模式检测系统、多标试剂（如高灵敏度免洗Alpha技术）及细胞株、高内涵细胞显微成像系统、自动化样品处理工作站可以在分子及细胞水平提供高通量抗体筛选及优化方案。对于抗体药物的临床前/临床功能验证、安全评价及治疗效果，可借助生化检测及分子影像学平台，完成从分子机制、细胞信号通路、组织微环境及整体动物水平的系统评价。针对蛋白类药物研发及生产质控过程中的蛋白纯度、糖基化、片段化/聚合化、电荷异质性及宿主细胞残留等重要质控指标，全自动毛细管电泳分析系统和多模式检测及专业试剂盒可大大降低该环节的技术成本。?

多肽合成方法可分为生物合成法及化学合成法，随着基因重组技术的发展，多肽生物合成法除传统的天然提取法，酶解法、基因重组法也在多肽合成逐步得到应用；多肽化学合成法通过氨基酸之间的缩合反应来实现氨基酸连接延长，以获得特定序列的多肽。化学合成法具有研发周期短、可快速生产等优点，逐渐成为主流。在多肽药物的开发和生产过程中需要对产品和工艺相关杂质进行检测和评估，以保证药物质量可靠并且安全有效；目前主要的参考指南有国家药品监督管理局（NMPA）药品审评中心于2023年2月颁布的《化学合成多肽药物药学研究技术指导原则（试行）》以及之前发布的《制备工艺和过程控制对合成多肽药物有关物质的影响》、《合成多肽药物质控及杂质谱研究》等，涉及到氨基酸的组成和序列分析、多肽的分子量、含量、纯度和结构表征等质控分析，可利用HPLC、LC-MS、Q-TOF、MALDI-TOF、Edman降解法等进行相关检测分析。

疏水作用色谱HIC是根据分子表面疏水性差别来分离蛋白质等生物大分子的常用方法，也是测定ADC中DAR的重要手段。在HIC模式下，高盐浓度将待分离的样品吸附在固定相上，然后线性或阶段降低流动相中盐浓度有选择性地将样品洗脱。分离过程中，随着流动相中盐浓度的降低，疏水性弱的蛋白先被洗脱下来，而疏水性强的蛋白随后才被洗脱下来，BioCore HIC-Butyl对模拟单抗偶联药物中不同效价的分离具有很好的选择性。

海南大学化工学院李嘉诚教授基于课题组前期在两亲性海藻酸钠基大分子的界面自组装的研究，提出了一种基于主客体作用的两亲性海藻酸基超分子组装体（SAs）作为农药助剂，发挥了聚合物和小分子表面活性剂的协同作用。采用石英晶体微天平（QCM-D）模拟超分子与疏水表面的相互作用，揭示了相互作用机理。通过调节两亲性海藻多糖超分子的微观结构，发现基于主客体作用的多糖基表面活性剂不仅可以调节农药液滴的润湿性，还可以提高液滴与疏水表面之间的吸附作用。

抗体偶联药物（Antibody-drug conjugates, ADC）是当下重要和主要的大分子抗癌药物类型之一。预计到2028 年，获批和处于III 期临床试验阶段的ADCs 的收入将达到260 亿美元。目前，ADC 药物依然面临着靶点特异性、有效/ 安全的Payload 释放和肿瘤穿透性差等挑战。对此，靶点/ Payload 创新（First-in-class）和递送/ 偶联机制创新（Best-in-class）成为了该领域的关注点和发展趋势。针对ADC 临床前筛选、评价和生产等重要研发环节，瑞孚迪聚焦机制创新、生理相关性和规模化三个维度，提供完善的前沿解决方案。

疏水作用色谱（HIC）是根据分子表面疏水性差别来分离蛋白质等生物大分子的常用方法，也是测定ADC中DAR的重要手段。在HIC模式下，高盐浓度将待分离的样品吸附在固定相上，然后线性或阶段降低流动相中盐浓度有选择性地将样品洗脱。分离过程中，随着流动相中盐浓度的降低，疏水性弱的蛋白先被洗脱下来，而疏水性强的蛋白才随后被洗脱下来，BioCore HIC-Butyl对半胱氨酸偶联单抗药物中不同效价的分离具有很好的选择性。

由于聚集体会对药物安全性产生显著影响并且可能引发抗原反应，因此蛋白质聚集是生物治疗药物蛋白质的关键质量属性 [1]。聚集体还可能会降低生物治疗药物的药效并大幅降低生产工艺的经济效益。蛋白质通常在暴露于压力条件下时发生聚集，例如 pH、温度或浓度的变化，因此不同生产阶段均有可能发生聚集。目前人们已经确定选择体积排阻色谱 (SEC) 方法进行聚集体的定量分析。在生物治疗药物开发过程中（例如在克隆选择过程中或在通过严格的“实验设计”法优化发酵条件时）监视聚集体的形成情况，这些过程可能产生大量需要进行体积排阻分析的样品。SEC 常用条件的分析时间往往需要 20 min 甚至更长，这极大限制了对大量样品的分析能力。Agilent AdvanceBio SEC 色谱柱具有高度优化的粒径和孔径设计，可实现更快速的分离，从而显著减少分析瓶颈问题。本应用简报介绍的技术可提高样品通量而不影响分析的准确性。

日立氨基酸分析仪应对药品中氨基酸检测的应用汇编氨基酸（amino acid）：含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称，生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。氨基酸在医学上具有防病治病的作用，也可作为营养型化妆品的有效成分合成药物、表面活性剂及其他工业产品等原料。因此，氨基酸分析是工业、农业生产及生命科学研究中最重要的技术之一。本文是日立高速全自动氨基酸分析仪L-8900对药品中氨基酸检测的应用数据汇编，希望可以有助于您的研究及分析工作。