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核藥研發(fā)中的 SEC 分析 | 飛諾美色譜柱賦能精準(zhǔn)藥物開發(fā)
更新時(shí)間：2025-03-28
點(diǎn)擊次數(shù)：309
在核醫(yī)學(xué)與靶向治療領(lǐng)域，抗體偶聯(lián)藥物（ADC）、放射性標(biāo)記抗體等復(fù)雜生物制劑的開發(fā)高度依賴精準(zhǔn)的尺寸排阻色譜（SEC）分析。這類藥物的分子量分布、聚合體控制及穩(wěn)定性評(píng)估直接關(guān)系其療效與安全性，而 SEC 技術(shù)憑借其非破壞性、高分辨率的特性，成為研發(fā)過程中的工具。
作為全球色譜技術(shù)的品牌，Phenomenex 的 SEC 色譜柱在多篇核藥研究文獻(xiàn)中展現(xiàn)了性能。以下結(jié)合三篇代表性研究，解析 SEC 分析在核藥研發(fā)中的關(guān)鍵作用，并揭示 Phenomenex 產(chǎn)品如何貫穿藥物開發(fā)全流程。
文獻(xiàn)案例：Hainsworth, J. E. S., Harrison, P., & Mather, S. J. (2006). Novel preparation and characterization of a trastuzumab–streptavidin conjugate for pre-targeted radionuclide therapy. Nuclear Medicine Communications, 27(5), 461–471.
研究背景：曲妥珠單抗（trastuzumab）與鏈霉親和素（streptavidin）的偶聯(lián)物是預(yù)靶向放射治療的核心載體，但其偶聯(lián)過程易產(chǎn)生多聚體或未反應(yīng)雜質(zhì)，需精準(zhǔn)控制偶聯(lián)和純化工藝。
SEC 應(yīng)用：
偶聯(lián)效率優(yōu)化：研究對(duì)比了磷酸鹽緩沖液（PBS）與三乙醇胺緩沖液（TSMZ）對(duì)偶聯(lián)反應(yīng)的影響。通過 Phenomenex BioSep-SEC-S3000 色譜柱分析發(fā)現(xiàn)（圖一），在磷酸鹽緩沖鹽水（PBS）和 TSMZ 緩沖液溶液中，以 1:2 的抗體與鏈霉親和素比例進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，使用 TSMZ 時(shí)產(chǎn)率要高得多（40% vs. PBS的8%）。以 2:1 的抗體與鏈霉親和素比例進(jìn)行偶聯(lián)可以減少多聚體生成。
圖一
純化驗(yàn)證：曲妥珠單抗-鏈霉親和素偶聯(lián)產(chǎn)物經(jīng)凝膠過濾純化后，與未偶聯(lián)抗體分別進(jìn)樣 BioSep-SEC-S3000 進(jìn)行分析。圖二顯示偶聯(lián)物的保留時(shí)間比未偶聯(lián)抗體早幾分鐘，峰形對(duì)稱且沒有較早洗脫的雜質(zhì)，這表明偶聯(lián)產(chǎn)物的純度很高。使用已知分子量的蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)尺寸排阻色譜柱進(jìn)行校準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)在 44 -670kDa 范圍內(nèi)，保留時(shí)間（RT）與 log10 分子量的關(guān)系呈線性，其方程為 log (MWt) = (RT - 37.8)/ -4.32。由于該偶聯(lián)物的洗脫保留時(shí)間為 14.6 分鐘，計(jì)算得出其分子量為 238kDa，這與一分子曲妥珠單抗（185kDa）和一分子鏈霉親和素（50kDa）的總分子量 235kDa 非常吻合。SEC 的結(jié)果驗(yàn)證了工藝的穩(wěn)定性。
圖二
文獻(xiàn)案例：Bhise, A., Park, H., Rajkumar, S., Lee, K., Cho, S. H., Lim, J. E., Kim, J. Y., Lee, K. C., Yoon, Y.-R., & Yoo, J. (2023). Optimizing and determining the click chemistry mediated Cu-64 radiolabeling and physicochemical characteristics of trastuzumab conjugates. Biochemical and Biophysical Research Communications, 638, 28–35.
研究背景：點(diǎn)擊化學(xué)（如 TCO-Tz 反應(yīng)）雖能高效標(biāo)記抗體，但標(biāo)記位點(diǎn)數(shù)量、抗體電荷變化及放射性核素穩(wěn)定性需嚴(yán)格監(jiān)控。
SEC 應(yīng)用：
條件篩選：監(jiān)測(cè)不同 TCO 投料比（3–15 eq.）對(duì)抗體偶聯(lián)物 Zeta 電荷的影響（電位從 +11.6 mV 降至 +5.1 mV），并通過 Phenomenex BioSep-SEC-S3000 色譜柱分析聚集體含量（圖三），找到相對(duì)適合的偶聯(lián)條件。在研究偶聯(lián)物摩爾比和用量對(duì)點(diǎn)擊化學(xué)介導(dǎo)的放射性標(biāo)記影響時(shí)，提高當(dāng)量會(huì)增加聚集體形成的風(fēng)險(xiǎn)，干擾點(diǎn)擊反應(yīng)的正常進(jìn)行，進(jìn)而降低放射化學(xué)產(chǎn)率，所以 SEC 的結(jié)果能夠幫助優(yōu)化最佳標(biāo)記條件（表一）。
圖三
表一
文獻(xiàn)案例：Tinianow, J. N., Gill, H. S., Ogasawara, A., Flores, J. E., Vanderbilt, A. N., Luis, E., Vandlen, R., Darwish, M., Junutula, J. R., Williams, S.-P., & Marik, J. (2010). Site-specifically 89Zr-labeled monoclonal antibodies for ImmunoPET. Nuclear Medicine and Biology, 37(3), 289–297.
研究背景：通過基因工程在抗體特定位置引入半胱氨酸，實(shí)現(xiàn)放射性核素 89Zr 的定點(diǎn)標(biāo)記，避免傳統(tǒng)隨機(jī)標(biāo)記導(dǎo)致的活性損失。
SEC 應(yīng)用：
使用 Phenomenex BioSep-SEC-S3000 分析了純化后的 89Zr-Df- 硫代曲妥珠單抗偶聯(lián)物，平均產(chǎn)物純度超過 93%。同時(shí)對(duì)偶聯(lián)物體外血清穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)，通過 SEC 結(jié)果觀察到有高分子量物質(zhì)緩慢形成，推測(cè)這些高分子量物質(zhì)為聚集體。
從更多核藥的相關(guān)文獻(xiàn)中我們可以發(fā)現(xiàn)，SEC 分析能夠賦能工藝開發(fā)，質(zhì)量控制，轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等多個(gè)環(huán)節(jié)。其中，穩(wěn)健耐用的 BioSep-SEC-S3000 加上 pH 7.4 PBS 流動(dòng)相組合被多篇研究采用。
當(dāng)然，隨著技術(shù)的革新，我們推出了更適合核藥等生物大分子的 Biozen 惰性色譜柱系列。常規(guī)不銹鋼色譜柱可能會(huì)出現(xiàn)熱樣分解的情況，Biozen 鈦合金的柱硬件能很好的避免這種情況。除了 SEC，Biozen 系列還有 C18, C4, C8 等多種不同的填料，能夠多維度匹配核藥表征和檢測(cè)的需求，最終賦能精準(zhǔn)藥物的開發(fā)。
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