聯(lián)用質(zhì)譜助力生物制藥質(zhì)控升級(jí)，毫克級(jí)電荷異構(gòu)體制備新突破
遵循電荷異構(gòu)體檢測(cè)法規(guī)
引領(lǐng)精準(zhǔn)檢測(cè)技術(shù)新趨勢(shì)
近年來(lái)，蛋白類生物藥受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視，2023年美國(guó)FDA批準(zhǔn)的新藥和生物制品名單中有24種蛋白藥物[1]�？贵w類蛋白藥物在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的潛在變化，可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品中發(fā)生分子量、氨基酸殘基的修飾、糖型等非均一性從而導(dǎo)致產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電荷異構(gòu)體。根據(jù)ICH Q6B的規(guī)定，生物制藥需要對(duì)電荷異構(gòu)體這種產(chǎn)品相關(guān)物質(zhì)和產(chǎn)品相關(guān)雜質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量控制，以確保產(chǎn)品的安全性、有效性和一致性，滿足各國(guó)藥品監(jiān)管機(jī)構(gòu)的要求。
在電荷異構(gòu)體的分析檢測(cè)中，全柱成像毛細(xì)管等電聚焦（icIEF）是一種不可或缺的分析手段，也是目前產(chǎn)品放行的法定方法。在2020版中國(guó)藥典《人用重組單克隆抗體制品總論》和2025版中國(guó)藥典公示稿《3129 單抗電荷變異體測(cè)定法》通則中都收錄了icIEF作為電荷異構(gòu)體檢測(cè)的藥典標(biāo)準(zhǔn)方法。AES(艾易爾斯生物)作為行業(yè)內(nèi)唯一能夠提供從載體兩性電解質(zhì)、卡柱、pI 標(biāo)記物到分析型、制備型和質(zhì)譜在線聯(lián)機(jī)的icIEF全方面解決方案的供應(yīng)商，與賽默飛強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手共同推出icIEF-Orbitrap的聯(lián)用分析解決方案，并與國(guó)內(nèi)外生物制藥客戶合作發(fā)表系列研究成果，引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展[2-11]。
CEInfinite全柱成像毛細(xì)管等電聚焦電泳與Orbitrap Exploris系列超高分辨液質(zhì)聯(lián)用儀
應(yīng)對(duì)電荷異構(gòu)體分析三大難題
提升生物制藥質(zhì)控需求
隨著監(jiān)管要求的提高，藥物研發(fā)階段和某些生產(chǎn)控制階段需要制備毫克級(jí)電荷異構(gòu)體，以便用于肽圖分析、修飾位點(diǎn)確定和效力測(cè)定。然而，現(xiàn)有的icIEF技術(shù)在制備效率低、難以獲得毫克級(jí)電荷異構(gòu)體和制備重現(xiàn)性不佳方面存在行業(yè)難題。針對(duì)這些痛點(diǎn)，賽默飛與AES合作帶來(lái)了創(chuàng)新解決方案。
應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)一
攻克毫克級(jí)電荷異構(gòu)體制備挑戰(zhàn)，引領(lǐng)制備技術(shù)新突破
AES的CEInfinite平臺(tái)的制備型icIEF功能，能夠在無(wú)人值守的情況下實(shí)現(xiàn)高效且可重現(xiàn)的餾分收集。每次運(yùn)行可自動(dòng)完成足量的餾分收集，滿足肽圖譜分所需且能夠準(zhǔn)確定義每個(gè)餾分的間隔，實(shí)現(xiàn)每天20-30次的高通量操作，能夠快速提供大量可重現(xiàn)的樣品用于后續(xù)在Orbitrap高分辨質(zhì)譜上完成肽圖測(cè)試，為新藥的快速上市和生產(chǎn)流程的優(yōu)化提供強(qiáng)有力的支持。
高重復(fù)性：在遷移過(guò)程中可以保持峰形，從而確保高重現(xiàn)性
高分辨率和高純度：pI差異>0.1 的峰即可分餾制備，純度可以做到100%
高產(chǎn)量：制備量高達(dá) 8 μg/次，250 μg/天，4天即可獲得 1 mg
減少勞動(dòng)力：自動(dòng)化、溫控，并盡量減少用戶干預(yù)
圖1: CEInfinite采用壓力推動(dòng)的制備模式，可以實(shí)現(xiàn)液相色譜級(jí)別的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性
圖2: 離線制備 Pembrolizumab 電荷異構(gòu)體[5]
圖3: 制備獲得的Pembrolizumab 電荷異構(gòu)體的純度確認(rèn)[5]
圖4: Pembrolizumab 電荷異構(gòu)體中氧化修飾的信息匯總[6]
應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)二
提升電荷異構(gòu)體分析的分辨率和靈敏度
除了肽圖分析以外，CEInfinite icIEF 與Orbitrap 超高分辨質(zhì)譜儀聯(lián)用的優(yōu)勢(shì)，包括采用 Denative MS 和Native MS 模式，實(shí)現(xiàn) icIEF-Native MS 以進(jìn)行各種蛋白藥物進(jìn)行有效分析，這種集成解決方案不僅提升了蛋白質(zhì)電荷異構(gòu)體分析的分辨率和靈敏度，還確保了操作的高效性和數(shù)據(jù)的合規(guī)性，為生物制藥行業(yè)提供了一個(gè)先進(jìn)、可靠的分析平臺(tái)[10]。
高分辨率、高靈敏度的質(zhì)譜分析：Orbitrap具有極高的分辨率和靈敏度，使得蛋白質(zhì)電荷異構(gòu)體的分離和識(shí)別更加精準(zhǔn)，能夠檢測(cè)到低豐度的電荷異構(gòu)體，確保在復(fù)雜樣品中獲得可靠的數(shù)據(jù)，有助于發(fā)現(xiàn)和分析低濃度的蛋白質(zhì)變體，提升分析的全面性。
Native MS 模式：獨(dú)一無(wú)二的icIEF-Native MS 的模式，能夠在保持樣品天然狀態(tài)的情況下進(jìn)行質(zhì)譜分析。這對(duì)于 ADC藥物的電荷異構(gòu)體表征尤其重要，能夠準(zhǔn)確地分析復(fù)雜生物藥物的電荷異構(gòu)體，為藥物開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制提供了強(qiáng)有力的工具。
統(tǒng)一管控滿足合規(guī)要求：變色龍軟件可以統(tǒng)一管理 CEInfinite icIEF 和 Orbitrap 的操作，提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和管理功能，能夠有效存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)，并提供數(shù)據(jù)審計(jì)跟蹤，可自動(dòng)生成合規(guī)性文檔和記錄，滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求。
圖5: 變色龍同時(shí)控制CEInfinite icIEF 和 Orbitrap Exploris 240[10]
圖6: 變色龍支持CEInfinite icIEF的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理[10]
圖7: CEInfinite icIEF與Orbitrap聯(lián)用在線檢測(cè)NIST mAb[2]
應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)三
藥物結(jié)構(gòu)復(fù)雜性帶來(lái)的電荷異構(gòu)體分離挑戰(zhàn)
隨著蛋白藥物從最初單抗已經(jīng)發(fā)展出了抗體偶聯(lián)藥物、小分子偶聯(lián)藥物、多肽偶聯(lián)藥物、抗體寡核苷酸偶聯(lián)物等各種新穎的藥物，這些藥物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也給icIEF的分離帶來(lái)了挑戰(zhàn)，而只有得到很好的分離才能進(jìn)入下一步的制備工作，這里面最核心就是載體兩性電解液。
利用AESlyte®的載體兩性電解質(zhì)能夠顯著提高icIEF方法的分辨率，與傳統(tǒng)載體兩性電解質(zhì)相比，AESlyte系列不僅具有更嚴(yán)格的批次間質(zhì)量控制，還能夠在復(fù)雜樣品中實(shí)現(xiàn)更高的基線分辨率。另外通過(guò)優(yōu)化不同的AESlyte組合以及定制化載體兩性電解質(zhì)，CEInfinite平臺(tái)可以精確分離每個(gè)電荷異構(gòu)體，從而為后續(xù)的肽圖分析和質(zhì)量屬性研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
>30 個(gè)兩性電解質(zhì)覆蓋pH 2.5-12.0和>40 個(gè)pI標(biāo)記物從2.85 到 11.20。
定制的兩性電解質(zhì)可根據(jù)要求匹配之前使用其他兩性電解質(zhì)的歷史icIEF分析圖譜。
針對(duì)復(fù)雜蛋白如 ADC、雙特異性抗體、融合蛋白、AAV和脂質(zhì)納米顆粒進(jìn)行優(yōu)化，確保結(jié)果可靠且可重復(fù)，保證長(zhǎng)期穩(wěn)定的供應(yīng)。
圖8: 現(xiàn)有的載體兩性電解質(zhì)產(chǎn)線圖
圖9: AESlyte載體兩性電解液用于NISTmAb和Etanercept
圖10: 現(xiàn)有的 pI 標(biāo)記物產(chǎn)線
提升質(zhì)控需求，助力應(yīng)對(duì)出海挑戰(zhàn)
電荷異構(gòu)體分析中，icIEF分析方法能滿足國(guó)內(nèi)外法規(guī)要求，icIEF-Orbitrap聯(lián)用技術(shù)能進(jìn)一步提升對(duì)生物制藥的質(zhì)控水平，生物制藥頭部跨國(guó)企業(yè)多家均配備了該套方案，以用于對(duì)生物制藥中電荷異構(gòu)體雜質(zhì)的管控，該方案能進(jìn)一步引領(lǐng)分析技術(shù)水平的提升，幫助國(guó)內(nèi)生物制藥企業(yè)應(yīng)對(duì)新藥出海的挑戰(zhàn)，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力！掃碼下方二維碼，一鍵獲取icIEF-MS電荷異構(gòu)體檢測(cè)最新方案！
參考文獻(xiàn)：
1. http://www.phirda.com/artilce_34778.html?cId=1&module=trackingCodeGenerator
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10. X. Zhang, et al. Imaged capillary isoelectric focusing – Mass Spectrometry (icIEF- MS) online coupling for polatuzumab vedotin charge heterogeneity analysis using native MS. ASMS poster ,2024, PO258
11. 艾易爾斯生物科技公眾號(hào)文章：文章分享丨為您更新：icIEF領(lǐng)域全新進(jìn)展
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