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生物藥電荷異構體分析難題如何破？MauriceFlex +MS來解鎖！
在生物藥研發中，抗體的電荷異構體直接影響藥物療效與安全性。離子交換色譜（IEX）操作繁瑣且分辨率有限，傳統的毛細管電泳-質譜聯用（CE-MS）常因高濃度緩沖液與ESI不兼容，導致數據偏差。《Electrophoresis》期刊發布的一項研究利用MauriceFlex進行電荷異構體的快速分離，并進行質譜分析，為這一難題提供了高效的解決方案。
研究以單克隆抗體Matuzumab為測試對象，通過MauriceFlex儀器實現了電荷異構體的快速分離和離線質譜分析。結果顯示，MauriceFlex不僅能夠高效地分離電荷異構體，還能與質譜無縫對接，提供高分辨率的分析結果。這種方法不僅克服了傳統方法的局限性，還顯著提高了分析的準確性和可靠性，為單克隆抗體的深層表征提供了全新的視角。
01. 研究方法
(1) 毛細管等電聚焦電泳（icIEF）：使用MauriceFlex儀器進行icIEF分析，分為分析型和制備型（餾分收集）兩種模式。分析型icIEF建立基礎分離條件，制備型icIEF通過增加樣品濃度和添加精氨酸優化餾分收集，通過化學遷移技術將電荷異構體餾分收集至96孔板。
(2) 熒光檢測：通過熒光測量確定96孔板中含有蛋白質的孔位。
(3) 質譜分析（MS）：使用高分辨率質譜儀對收集的電荷異構體進行分析，解析其結構特征。
02. 研究結果
(1) 方法適用性驗證
使用MauriceFlex儀器僅用1天完成了從分析型cIEF轉化為制備型餾分收集的方法開發，并在2.5小時內完成了高純度電荷異構體餾分收集。結果發現分析型與制備型cIEF的峰數量相同，方法轉化后分離效果良好，表明從分析到制備的方法轉換可靠，為后續質譜分析提供了可靠的樣本。
圖1 Matuzumab的分析型icIEF(上)與制備型icIEF餾分收集電泳圖(下)對比
(2) 方法穩定性評估
為了評估餾分收集方法的穩定性，將Matuzumab樣品在制備型icIEF模式下獨立收集三次（Run1- Run 3），通過分析型icIEF對每次收集的餾分進行驗證（圖2），結果顯示各電荷異構體在不同分離批次中的峰形和位置高度一致，表明MauriceFlex制備型icIEF（餾分收集）具有良好的重現性和準確性。盡管三次實驗餾分在96孔板中分布位置存在微小偏移（1-2孔），但通過分析型icIEF驗證可輕松匹配對應餾分，驗證了餾分收集過程的穩定性。
圖2 Matuzumab樣品三次餾分收集后的分析型icIEF結果
(3) 質譜分析
使用高分辨率質譜儀檢測未分離的Matuzumab抗體和經過MauriceFlex分離的餾分，發現未分離的樣品質譜信號重疊嚴重，而經MauriceFlex分離的餾分在質譜圖上顯示出更清晰和特異的峰，表明MauriceFlex有效地富集了特定的電荷異構體。通過質譜成功鑒定了包括C末端賴氨酸異構體（K2、K1、K0）糖基化異構體（FA2和A2G1），這些發現對于理解單克隆抗體的結構和功能具有重要意義。研究還發現了一些未報道過的酸性異構體，表明MauriceFlex餾分收集和質譜的分析方法能有效揭示復雜電荷異構體的結構信息。
圖3 非分餾樣品（上）與icIEF餾分（下）的質譜對比
03. 總結
作者以Matuzumab為測試對象，成功開發了分析型icIEF方法，并快速轉化為制備型icIEF方法，2.5小時內完成高純度電荷異構體餾分收集，質譜分析則清晰揭示了包括C末端賴氨酸異構體、糖基化異構體在內的多種電荷異構體，甚至發現了一些未報道過的酸性物質。MauriceFlex+MS聯用方法不僅克服了傳統方法的局限性，還顯著提高了分析的分辨率和準確性，為單克隆抗體的深層表征提供了全新的視角。
MauriceFlex全自動毛細管電泳分析與組分收集系統
(1) 一機智能：CE-SDS、Turbo CE-SDS、icIEF和icIEF組分收集多種模式卡盒即插即用，簡單易用
(2) 快速開發：1-2天即可實現快速方法開發,平臺方法易轉移
(3) 高效分離：數小時內即可分離和收集電荷異構體組分
(4) 應用自由：餾分收集后的樣本可兼容多種下游表征：質譜分析、肽圖分析、糖型分析、活性分析等等
(5) 適用廣泛：全自動表征生物大分子蛋白質藥物電荷異構體和分子量大小：單抗、雙抗、抗體偶聯藥物、重組蛋白、融合蛋白、病毒載體等多種類型樣品
* 參考文獻：Wittmann, Antonia et al. Evaluation of a cIEF Fractionation Workflow for Offline MS Analysis of Charge Variants of the Monoclonal Antibody Matuzumab. Electrophoresis. 2025;46(3-4):240-249.
* 本文轉載自「ProteinSimple」微信公眾號
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