以马尔文的Viscotek SEC-MALS 20为例,较新的MALS检测器都已重点采用垂直样品池,以突破横向样品池设计固有的局限性。在这种结构中,流动相和激光彼此垂直,并且和横向系统一样可以容纳多个测量角度,但这种设计可以使小角度测量具有更大的物理空间,从而提高了准确测量的概率。
图3:在垂直样品池中,光线总是以90°射出池壁,使干扰最小化并且无需对折射率进行修正。
在垂直样品池设计中,散射光垂直于池壁射出,最大限度地减少了流动相和池壁界面处产生的干扰,并且流动相折射率的变化也不会对测量角度造成影响。这意味着单个样品池可以处理任何溶剂或任何一种折射率。
四、案例分析——MALS应用于蛋白质聚集检测
蛋白质聚集被认为是生物制药行业和其它相关领域的一个重要问题。蛋白质具有随时间推移而聚集的倾向,对多克隆抗体和单克隆抗体等生物药物而言,蛋白质聚集体的存在会造成降低疗效和可能刺激免疫反应的风险。GPC/SEC系统经常用于测量蛋白质分子量,并对出现的任何聚集体进行检测和表征。下面所举的案例对MALS检测器在蛋白质聚集体研究中的应用[2]进行了详细说明。
在这一案例中,将一台Viscotek SEC-MALS 20检测器与一台ViscotekTDAmax(均由英国马尔文仪器公司制造)相连接,组成了包含多检测器阵列的GPC/SEC系统,用来对胃蛋白酶样品进行表征。胃蛋白酶是由胃内主细胞产生的酶。在进行分析之前,将样品溶解于磷酸盐缓冲液组成的流动相中。
GPC/SEC对胃蛋白酶样品的分析显示出两个明显的峰值。一种组分的分子量测定为34.5kDa,对应于已知胃蛋白酶的分子量35kDa。另一个组分的分子量要高得多,认定该物质为一种聚集体物质。还出现了无法明确识别的第三个组分,分子量约为6kDa。作为消化酶,很可能样本中的胃蛋白酶已经开始消化自身,第三个组分表明出现了一些降解产物。
图4 :胃蛋白酶色谱图。34.5 kDa的峰值对应胃蛋白酶已知分子量,更早的保留时间对应的峰值则由蛋白质聚集引起。
尽管产生了显著的光散射峰值,但样品中聚集体仅占材料总量不到1%。识别和量化药物样品中的这类化合物,对于药物开发和遵守严格的药品监管标准来说至关重要。
虽然胃蛋白酶单体太小,无法进行Rg测量,但MALS图表明聚集体材料是一种强烈的各向异性光散射体,因此能够计算出聚集物质的Rg值(参见表1)。
表1 :进行胃蛋白酶分析所需的计算参数。使用MALS可以实现聚集体成分的回旋半径计算。
聚集体 | 单体 | 降解产物 | |
RV(保留体积)峰值(ml) | 10.84 | 18.33 | 20.92 |
Mn– (kDa) | 3892.0 | 34.4 | 4.7 |
Mw – (kDa) | 4431.0 | 34.7 | 6.4 |
Mw / Mn | 1.138 | 1.008 | 1.364 |
Rg (w) – (nm) | 69.9 | N/C | N/C |
Wt Fr (峰值) | 0.008 | 0.569 | 0.423 |
五、聚焦MALS
MALS是目前广泛应用于整个蛋白质、聚合物和高分子表征领域的一种GPC/SEC光散射技术。MALS在生物制药行业十分盛行,而其对Rg进行计算的能力也在另一些行业受到了高度重视。因此,如何选择一台合适的MALS检测器是摆在许多人面前的一项重要任务。了解MALS检测器器的关键特性,不仅能帮助用户做出决定,还能帮助用户真正获得这一最新创新带来的实际利益和价值。
参考资料
[1]马尔文仪器白皮书《静态光散射技术的GPC / SEC解释》。可访问以下网址下载:www.malvern.com/slsforgpc
[2] 马尔文仪器应用笔记《采用Viscotek SEC-MALS 20对蛋白质聚集进行测量》。可访问以下网址下载:www.malvern.com/secmals20