Preparation of polyacrylamide based monolith with immobilized pH gradient and its application for protein analysis

Monolithic materials were prepared in capillaries by in situ polymerization of acrylamide, glycidyl methacrylate and N,N′-memylenebisacrylamid in the presence of trinary porogens, including 1,4-butanediol, dodecanol and dimethyl sulphoxide. With Ampholine immobilized on the monolith by chemical bonding according to their pIs, the monolithic immobilized pH gradient (M-IPG) was prepared, and applied to the separation of four standard proteins. Compared with polyacrylate based M-IPG, the hydrophilicity of the new material was improved. It could not only avoid the adsorption of proteins, but also make the synthesized procedure simple, which showed great potential in the analysis of proteins.

全柱成像毛细管等电聚焦电泳技术在重组蛋白疫苗电荷异质性分析中的应用

重组蛋白分子表征的稳定性是保证疫苗发挥免疫原性及抗原性的关键。重组蛋白疫苗与治疗性蛋白制品一样,因体外合成和纯化过程的复杂性而表现出异质性。其中,电荷异质性是重组蛋白质的关键质量属性之一。电荷异质性监测有助于推动生产工艺的优化,反映产品生产的一致性和稳定性等,对保证重组蛋白产品的安全和质量至关重要。开发可靠快速、灵敏稳健的电荷异质性分析方法一直是生物制药行业所追求的目标。经典的电荷异质性分析方法主要有离子交换色谱(IEC)、毛细管区带电泳(CZE)以及全柱成像毛细管等电聚焦电泳(WCID-CIEF)等,其中WCID-CIEF提供的等电点(pI)和峰形的生化指纹有助于对疫苗多蛋白成分的分析。基于以上该文将对WCID-CIEF的原理和特点及其在重组蛋白疫苗质量控制中的应用进行概述。

毛细管等电聚焦分离蛋白质

采用均匀设计法进行未涂壁石英毛细管等电聚焦研究，考察两性电解质、甲基纤维素、四甲基乙二胺和牛磺酸几种组分对等电聚焦的影响，确定出了比较合适的浓度范围。当中性蛋白质迁移通过检测窗后，在进样端施加一低气压，从而使酸性蛋白质得到很好的分离，适用于较宽的ｐＩ范围。方法的重复性好，为蛋白质分离鉴定提供一种有力的工具。

新型固定化pH梯度毛细管等电聚焦方法用于蛋白分离

通过化学键合建立一种固定化pH梯度的方法,用于毛细管等电聚焦分离蛋白质。采用微流控泵驱动毛细管内的聚焦区带,通过调节泵的流量,从而调节聚焦区带的迁移速度。该方法避免了自由溶液聚焦时两性电解质所带来的影响,实现了高灵敏度及检测波长自由选择等优点,适用于两步法毛细管电泳等电聚焦分离蛋白质等两性电解质。本文考察了对牛血清白蛋白和血红蛋白两种蛋白质混合物的分离,证明了该方法可行。

毛细管等电聚焦和电渗泵驱动聚焦区带分离蛋白质

建立了一种利用电渗泵驱动毛细管内的聚焦区带,实现毛细管电泳等电聚焦分离蛋白质的方法。通过控制电压来调节泵的输出流量,从而调节聚焦区带的迁移速度。适用于毛细管电泳等电聚焦两步法分离蛋白质等两性物质。考察了对牛血清白蛋白和溶菌酶两种粗提蛋白质混合物的分离,迁移时间的RSD分别为1.6%和1.3%,峰面积的RSD均为1.6%,证明方法可行。

条浒苔蛋白质的纤维素酶辅助提取及其性质

以条浒苔为研究对象,以蛋白质提取率为指标,通过单因素试验确定提取条件,后采用均匀设计确定纤维素酶辅助提取工艺条件。结果表明,条浒苔蛋白质的提取条件为pH 11.0,温度60℃,时间5h;纤维素酶辅助提取条件为料液比1∶50,温度30℃,pH 5.5,时间5.5h,加酶量5.0%,纤维素酶处理后再经水提取5h,在此条件下蛋白质的提取率为30.22%～35.74%。为浒苔深加工及资源化利用,测定浒苔蛋白质的功能特性,结果表明,条浒苔蛋白质的等电点pI=3.0,在pH 7时起泡性最好,起泡性随着蛋白质溶液的浓度增加而增强,泡沫稳定性在pH 3和质量浓度2mg/ml时最好,乳化性在4mg/ml时最好,乳化稳定性在2mg/ml时最好,条浒苔蛋白质的吸油性为131.6%,60℃时溶解性最大。

毛细管等电聚焦方法及其应用

讨论了毛细管等电聚焦中所涉及的问题，如分离机理、电渗、迁移方法、检测器及其应用。由于毛细管等电聚焦操作方式的多样性，使其可适用于不同的仪器条件。非交联丙烯酰胺涂层能很好地消除电渗和蛋白吸附；而采用未处理的毛细管时，动态涂敷纤维素类亲水聚合物对碱性和中性蛋白亦能取得较好的分离效果。电荷耦合器件成像检测器尚待进一步发展才能成为常用的检测工具。对于复杂样品来说，仍需解决的问题是保证在较宽的ｐＨ范围内ｐＩ的线性。

新型毛细管等电聚焦驱动方法的建立及其应用

A simple method for mobilizing the focused zones of capillary isoelectric focusing(CIEF) for single-point detectors was developed, in which a linear polyacrylamide(LPA) coated capillary was connected with an uncoated capillary by an etched porous joint. The etched section allows electrical conductivity but blocks the hydrodynamic flow. The focused zones of mixed proteins was mobilized by this method successfully. Compared with the traditional gravity mobilization step, it was found that this method can mobilize the focused zones more effectively without sacrificing separation efficiency.

单克隆抗体-白介素2融合蛋白一级结构的确证

建立单克隆抗体-白介素2融合蛋白一级结构确证的方法。用基质辅助激光解吸飞行时间质谱测定单克隆抗体-白介素2融合蛋白的精确相对分子质量,毛细管等电聚焦方法测定其等电点,通过N_末端氨基酸序列的测定以及肽图分析,证实了抗体-白介素2融合蛋白一级结构表达的正确性,同时为单克隆抗体-白介素2融合蛋白的质量标准研究奠定了基础。

一步法和两步法毛细管等电聚焦测定蛋白质和多肽等电点的比较

利用一步法和两步法毛细管等电聚焦(cIEF)方法分离测定了蛋白质和多肽的等电点(pI)。讨论了两步法等电聚焦过程所需的溶液组成、样品进样体积、聚焦电压、聚焦时间和分离条件等因素对分离效果的影响。并对一步法和两步法进行了比较。对细胞色素C、血红蛋白、肌红蛋白、转铁蛋白和牛血清白蛋白以及6种多肽的分析结果表明:一步法步骤简单,分离速度快,可测定单一组分的pI,也能快速分离混合蛋白和多肽,但分离度较差,且不能同时准确测定各组分的pI;两步法步骤复杂,分析时间较长,但能够同时分离并准确测定混合样品中各组分的pI,所测的pI值与单一组分进行测定的结果基本一致。两种方法可相互结合、互为补充,可广泛应用于两性生物微粒等电点的快速和准确测定。

全柱成像毛细管等电聚焦电泳分析蛋白质药物电荷异质性

评价了cIEF-WCID检测多肽与蛋白质药物等电点的应用效果。测定标准多肽的等电点,验证了cIEF-WCID具有高的准确度和良好的重复性(相对标准偏差<0.50%)。人血红蛋白的4种主要异构体实现了基线分离;甘赖胰岛素的重复测试均只检出单一特征峰(p I 5.95±0.01);比较重组人生长激素原液和成品,等电点特征峰比例差异明显,且成品有新特征峰出现;对比进口及国产贝伐单抗,发现厂家1、3与原研药基本一致,厂家1的主成分迁移规律与原研药高度一致,厂家2的重链C末端K缺失、N末端焦谷氨酸环化或脱酰胺修饰影响了电荷异质性;通过考察尿素浓度、电解质范围和聚焦时间,优化了检测重组人促卵泡素等电点条件:2 mol/L尿素,两性电解质pH 2.5~5.0与pH 3.0~10.0按1∶1混合,聚焦电压1 000 V(1 min)~1 800 V(4 min)~2 200 V(1 min)。cIEF-WCID可快速、准确测定具有电荷异质性的蛋白类药物等电点,分辨率和重复性好,尤其是可以跟踪聚焦过程中样本的迁移特征,特别适合蛋白类药物复杂电荷异质性的检测。

固化pH梯度毛细管等电聚焦整体柱的制备及在蛋白质等电点分析中的应用

通过聚合物原位聚合反应,制备了部分填充的毛细管整体柱。pH3~10的载体两性电解质被固化在该毛细管整体柱上。在引入八通进样阀、三通阀和四通连接单元的基础上,构建了适用于固化pH梯度毛细管等电聚焦整体柱(M-IPG)的平台。在蛋白质药物测定过程中,用M-IPG柱和羟丙基纤维素(HPC)涂层毛细管柱同时对曲托珠单抗和依那西谱的等电点进行了测定。结果表明,两种等电聚焦柱都能够同时分离混合蛋白质样品并测定蛋白质类药物中单抗和融合蛋白质的等电点(pI),M-IPG柱所测的pI值与HPC涂层毛细管柱测定的结果基本一致,表明了该柱在进一步构建多维分离平台进行蛋白质组学研究方面的潜力。

压力驱动的毛细管等电聚焦分离牛血清白蛋白和血红蛋白

蛋白质的聚焦过程完成后,实现了压力驱动毛细管内完成聚焦的聚焦区带迁移,进行聚焦区带的检测。实验证明,在较低流速下不会破环聚焦区带,得到了理想的分离结果,方法可行,且操作简单。

全柱成像毛细管等电聚焦电泳分析重组蛋白质药物电荷异质性

目的 分析德谷胰岛素、苏金单抗、阿柏西普和重组人生长激素4种重组蛋白质药物的电荷异质性,为其质量检控提供可靠且快速的分析方法。方法 利用iCE3全柱成像毛细管等电聚焦电泳(imaged capillary isoelectric focusing,iCIEF)分析仪对待测重组蛋白质药物进行检测,将待测样品与载体两性电解质按一定比例混合,在1 500~3 000 V聚焦条件下进行检测。结果 德谷胰岛素等电聚焦电泳图为单峰,等电点平均值为5.25。苏金单抗共检测到4个等电点,其中等电点8.66为主峰,占总峰面积的67.78%。阿柏西普共检测到12个等电点,有6个等电点的峰面积占总峰面积>10%,RSD均<0.10%。重组人生长激素共有3个等电点,其中等电点5.45为主峰占总峰面积的87.60%。结论 利用iCIEF技术能够有效检测德谷胰岛素、苏金单抗、阿柏西普和重组人生长激素的电荷异质性。该方法对4种蛋白质药物的质量检控具有重要意义。

人生长激素Fc融合蛋白电荷异质性全柱成像毛细管等电聚焦电泳分析方法的建立及验证

目的建立全柱成像毛细管等电聚焦电泳(image capillary isoelectric focusing,iCIEF)方法分析重组人生长激素(recombinant human growth hormone,rhGH)Fc融合蛋白(Fc-rhGH)的电荷异质性,并对方法进行验证。方法通过对目标蛋白浓度、助溶剂(尿素)浓度、聚焦时间的优化建立Fc-rhGH的iCIEF分析方法。采用该方法与传统平板等电聚焦电泳(isoelectric focusing,IEF)同时分析目标蛋白,并比较分析结果;对建立的方法进行特异性、准确性、精密性、定量限(limit of quantitation,LOQ)、耐用性验证。结果优化后的方法为采用8 mol/L尿素、0.35%甲基纤维素(methyl cellulose,MC)、4%两性电解质、0.5%等电点标记物混合溶液为样品缓冲液,聚焦条件为:1500 V 1 min,3000 V 5.5 min。IEF不适用于分析Fc-rhGH原液的电荷异质性。采用优化的iCIEF进行分析,目标蛋白能明显区别于非相关蛋白,且空白试剂基线平稳;准确性验证回收率在90%~110%之间,线性范围为0.25~0.75 mg/mL(目标上样量的50%~150%);重复性验证中各异构体pI的RSD均小于0.3%,峰面积百分比RSD均小于5%;定量限为0.04 mg/mL;方法的样品保存时间耐用性、两性电解质pharmalyte 3-10耐用性和MC耐用性良好。采用该方法分析Fc-rhGH理化对照品的电荷异质性,可有效分离对照品的8个电荷异质体,pI范围在5.9~6.4。结论建立的iCIEF法具有良好的特异性、准确性、精密性、耐用性,比传统平板IEF更适合高效分析Fc-rhGH的电荷异质性,对Fc-rhGH及其他Fc融合蛋白的质量控制具有重要意义。

融合蛋白FP3等电点毛细管等电聚焦电泳分析方法的建立

目的建立融合蛋白FP3等电点毛细管等电聚焦(Capillary isoelectric focusing,cIEF)电泳分析方法。方法采用中性涂层的毛细管,有效长度为20 cm,总长度为30 cm,内径为50μm;分离温度20℃;检测波长280 nm;20 Psi压力进样99 s,电压20 kV分离聚焦20 min,电压25 kV化学迁移25 min。比较不同两性电解质(PharmalyteTM3-10和AmpholineTM3.5-10)、增溶剂类型及浓度、聚焦电压(15、20、30 kV)对样品分离效果的影响,并验证系统的适应性、方法的重现性及系统的稳定性。结果建立的cIEF方法可使样品的电荷异构体有效分离,样品主峰与次主峰的分离度为1.249(USP)。AmpholineTM3.5-10可使样品的各个电荷异质性组分更有效地分离;6 mol/L尿素能提供良好的增溶环境;20 kV聚焦电压即可获得良好的分离效果。连续5次进样,主峰和次主峰迁移时间相对标准偏差(RSD)分别为1.29%和1.32%,样品主区带等电点范围为6.33～6.90,样品在24 h内检测结果稳定。结论建立了融合蛋白FP3等电点cIEF分析方法,该方法具有分离度高、重现性好、方法稳定和结果准确等优点,为该类制品的质量控制提供了更好的手段。

全柱成像毛细管等电聚焦电泳法评价IL-15融和蛋白的电荷异质性

目的:建立全柱成像毛细管等电聚焦电泳(capillary isoelectric focusing-whole column imaging detection,c IEF-WCID)方法评价白细胞介素-15(IL-15)融和蛋白的电荷异质性。方法:通过比较5种不同的两性电解质,以及不同尿素浓度(0,3,6和8 mol·L-1)对实验结果的影响,优化建立了IL-15融和蛋白的全柱成像毛细管等电聚焦电泳方法。具体方法为采用3 mol·L-1尿素、0.35%甲基纤维素、4%两性电解质混合溶液作为样品缓冲液,聚焦电压为3 k V,预聚焦时间1 min,聚焦时间7 min。结果:利用新建方法测定了IL-15融和蛋白的等电点范围为6.00～6.71,分离检测到12个异构体,重复性实验中各异构体的峰面积百分比RSD为0.7%～7.4%,等电点RSD为0.0%～0.1%;稳定性实验中各异构体峰面积百分比的RSD为1.5%～10.5%,等电点RSD为0.0%～0.3%;3个不同批次IL-15融和蛋白的各异构体峰面积百分比和等电点基本一致。去N-糖基化及去唾液酸化实验结果表明,IL-15融和蛋白的电荷异构体主要是由N-糖基化不同产生,而酸性端异构体是由于唾液酸化程度不同产生的。结论:研究建立的全柱成像毛细管等电聚焦电泳方法可以有效分离IL-15融和蛋白的12种异构体,糖基化尤其是唾液酸化是引起电荷异质性的主要原因,新建方法对IL-15融和蛋白的质量控制有重要意义。

重组白介素-15融合蛋白成像毛细管等电聚焦电泳谱图分析

目的通过对成像毛细管等电聚焦电泳谱图分析探讨重组白介素-15融合蛋白糖链类型和构成比例。方法通过建立相应的数学模型,分析重组白介素-15融合蛋白的等电聚焦电泳检测谱图、去唾液酸等电聚焦电泳检测谱图和去N糖链等电聚焦电泳检测谱图,并根据各峰面积和等电点的相互关系,用最小二乘法进行组成拟合分析,明确峰面积和等电点分布相互关系。结果确认间隔1个峰模型的合理性,并根据该模型获得一系列基础相关数据,包括该蛋白的表观m值25.53个基准(R);该蛋白的表观n值28.83R;唾液酸的表观m值0.86(0.855)R,表观n值0.12(0.119)R;N乙酰氨基葡萄糖(未区分与N乙酰半乳糖胺的不同)表观n值0.06(0.061)R;去N糖链后形成的羧基表观m值0.19(0.186)R。该蛋白质糖构成的相关信息,包括唾液酸化度为;摩尔比约1.83;蛋白原型占比约8.3%、含N糖链单修饰占比约19.8%、含N糖链双修饰约28.4%、含N糖链三修饰占比约23.7%;带唾液酸O糖链修饰占比19.8%;主要糖型为G0(海藻糖F)、G1(F)、G2(F)、G1A1(F)和G2A1(F)。结论糖链的结构复杂,但也有一定重复性和规律性,希望通过本实验的研究,可以快速勾勒出糖蛋白糖链轮廓,增进对糖蛋白认识和对蛋白相互作用的研究。

羰基咪唑法固定化pH梯度毛细管等电聚焦电泳用于蛋白质分离

本文以N,N′-羰基二咪唑作为连接臂,将两性电解质(CAs)与毛细管内壁进行偶联。在电场作用下,CAs在毛细管内按照等电点次序依次分开,再通过与羰基二咪唑的化学键合,形成固定化pH梯度。该方法操作简单,适用于两步法毛细管等电聚焦分离蛋白质等两性生物大分子。考察了对血红蛋白、牛血清白蛋白及胃蛋白酶三种蛋白质混合样品的分离,证明该方法可行。