高性能微球在多肽药物分离纯化中的应用
多肽药物由于自身结构复杂、稳定性差、浓度低以及与杂质结构相类似,其分离纯化是生产过程中最具挑战性的一部分。传统重结晶、精馏等有机小分子药物纯化方法不适用于多肽的分离纯化,高效液相色谱具有极高的分离纯化效率,且条件温和,在分离纯化过程中容易保持目标分子的生物活性,成为多肽药物分离纯化的重要工具。
目前用于多肽药物分离纯化的层析或色谱技术主要是有三种:
一是离子交换色谱,由于多肽是由氨基酸通过酰胺键连接成的高分子物质,不同多肽分子带的表面电 荷正负性质及表面电荷数量都不同而且会随着流动相的 pH 改变而改变,因此不同组份的多肽分子在离子层析介质的电荷作用力有较大差异,通过改变水溶液的盐浓度和 pH 来降低样品组份与离子交换色谱填料的电荷作用力从而对不同多肽组份进行洗脱分离。
二是反相色谱,多肽分子在极性较强的流动相如水的缓冲液中可以与色谱填料表面疏水基团形成较强的疏水作用力而吸附在固定性表面上,然后通过降低流动相极性即增加流动相有机溶剂的比例如甲醇、乙腈等按极性强弱先后洗脱分离不同多肽样品组分。
三是疏水作用色谱,与反相色谱相类似都是通过样品组份带有的疏水基团与色谱填料表面基团通过疏水作用力达到吸附的目的,然后通过调整流动相性质来改变这种疏水作用力来达到分离的目的。
多肽分离纯化色谱填料的选择
理想的多肽药物分离纯化色谱填料必须满足以下特性:
(a)高选择性,高分离度;
(b)柱效高,分辨率高;
(c)载量大;单位体积填料处理多肽样品的能力大
(d)化学性能稳定,适用 pH 范围宽(1-14);可在线清洗,耐脏性强,使用寿命长;
(e)机械强度大,反压低;易装柱;
(f)产品重现性好,性价比高。
然而在现实中很难找到一款填料能满足所有的要求,每种填料都有它自身的特性,选择填料要综合考虑成本,分离效率,产品纯度,稳定性等等。
目前用于多肽分析和分离纯化的液相色谱填料主要基质有三大类:
第一类是多孔二氧化硅(硅胶)为基质的色谱填料;
第二类是天然碳水高分子改性填料包括改性纤维素、葡聚糖、琼脂糖等;
第三类是合成高分子色谱填料包括交联聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯等。
反相硅胶色谱已成为多肽分析和制备色谱的主流介质, 但硅胶表面的硅氧键耐碱性差使得这一填料不适合在碱性条件下分离和分析多肽分子和需要用碱性条件下再生的纯化分离过程中。
天然碳水高分子改性填料由于亲水强,能减少对生物分子的非特异性吸附等特点因此在分离过程中容易保持生物分子的生物活性而被广泛地用于生物大分子的分离纯化。
交联聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸酯由于机械强度好且合成聚合物微球的粒径, 粒径分布及孔道结构容易控制,通过表面亲水化改性后可以降低生物分子的非特异性吸附,而且克服了天然碳水高分子介质机械强度差,溶胀体积大的缺点,使生物分离纯化更加快速、高效。因此合成高分子填料被越来越多地替代天然高分子改性填料用于多肽分子的分离纯化。
目前用于多肽药物分离纯化的层析或色谱技术主要是有三种:
一是离子交换色谱,由于多肽是由氨基酸通过酰胺键连接成的高分子物质,不同多肽分子带的表面电 荷正负性质及表面电荷数量都不同而且会随着流动相的 pH 改变而改变,因此不同组份的多肽分子在离子层析介质的电荷作用力有较大差异,通过改变水溶液的盐浓度和 pH 来降低样品组份与离子交换色谱填料的电荷作用力从而对不同多肽组份进行洗脱分离。
二是反相色谱,多肽分子在极性较强的流动相如水的缓冲液中可以与色谱填料表面疏水基团形成较强的疏水作用力而吸附在固定性表面上,然后通过降低流动相极性即增加流动相有机溶剂的比例如甲醇、乙腈等按极性强弱先后洗脱分离不同多肽样品组分。
三是疏水作用色谱,与反相色谱相类似都是通过样品组份带有的疏水基团与色谱填料表面基团通过疏水作用力达到吸附的目的,然后通过调整流动相性质来改变这种疏水作用力来达到分离的目的。
多肽分离纯化色谱填料的选择
理想的多肽药物分离纯化色谱填料必须满足以下特性:
(a)高选择性,高分离度;
(b)柱效高,分辨率高;
(c)载量大;单位体积填料处理多肽样品的能力大
(d)化学性能稳定,适用 pH 范围宽(1-14);可在线清洗,耐脏性强,使用寿命长;
(e)机械强度大,反压低;易装柱;
(f)产品重现性好,性价比高。
然而在现实中很难找到一款填料能满足所有的要求,每种填料都有它自身的特性,选择填料要综合考虑成本,分离效率,产品纯度,稳定性等等。
目前用于多肽分析和分离纯化的液相色谱填料主要基质有三大类:
第一类是多孔二氧化硅(硅胶)为基质的色谱填料;
第二类是天然碳水高分子改性填料包括改性纤维素、葡聚糖、琼脂糖等;
第三类是合成高分子色谱填料包括交联聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯等。
反相硅胶色谱已成为多肽分析和制备色谱的主流介质, 但硅胶表面的硅氧键耐碱性差使得这一填料不适合在碱性条件下分离和分析多肽分子和需要用碱性条件下再生的纯化分离过程中。
天然碳水高分子改性填料由于亲水强,能减少对生物分子的非特异性吸附等特点因此在分离过程中容易保持生物分子的生物活性而被广泛地用于生物大分子的分离纯化。
交联聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸酯由于机械强度好且合成聚合物微球的粒径, 粒径分布及孔道结构容易控制,通过表面亲水化改性后可以降低生物分子的非特异性吸附,而且克服了天然碳水高分子介质机械强度差,溶胀体积大的缺点,使生物分离纯化更加快速、高效。因此合成高分子填料被越来越多地替代天然高分子改性填料用于多肽分子的分离纯化。
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