
“研究并明确生物药相关物质和杂质的种类、形成机制、影响因素,评估其对产品的作用或影响,并进行恰当合理的控制,是贯穿于整个生物药研发、生产周期中的重要工作。”【注】
电荷异质性是蛋白类药物的关键质量属性,电荷异构体可能来源于天冬酰胺脱酰胺、天冬氨酸异构化、琥珀酰亚胺形成、C端赖氨酸丢失、N端环化(焦谷氨酸形成)、唾液酸化和氧化等翻译后修饰,对重组蛋白类药物的稳定性、溶解性、免疫原性、体内外生物学活性和药物动力学功能发挥具有重要的影响。
阳离子交换色谱法(CEX)是研究蛋白类药物电荷异构体分析的关键技术。图1是蛋白类药物典型CEX图谱。对电荷异构体各峰进行鉴定,是药物深度表征研究的需求,也能够为研发中工艺开发提供技术支撑,指明优化的方向。

图1蛋白类药物典型CEX图谱
上海测简奕科技(以下简称“测简奕”)采用安捷伦在线二维液相色谱(图2所示),开发了在线2D-CEX-RP-LC QTOF MS方案,可以对CEX各电荷异构体峰做快速鉴定分析。目前,测简奕已为二十多家生物医药客户提供了CEX电荷异构体峰鉴定服务,项目数量超过50个,其中近20个已经进行IND申请。

图2 安捷伦在线2D-CEX-RP-LCMS系统
本文从以下四个方面阐述了做CEX峰“快速”鉴定的必要性和重要性:
为什么做CEX峰“快速”鉴定(Why)
哪些部门需要做CEX峰“快速”鉴定(Who)
什么时候做CEX峰“快速”鉴定(When)
怎么做CEX峰“快速”鉴定(How)
需要知道各峰形成的原因,满足药物申报深度表征的要求,或者为工艺优化指明方向;
离线收集各峰,再通过LCMS鉴定,花费的时间长,收集过程组分可能发生变化,需要快速地、更全面地对CEX峰进行分析;
CEX峰多,分离度不好,峰含量低,离线收集各峰难度大,需要高通量、高分辨率的方法。
质量研究和控制部门
工艺开发部门(细胞培养、纯化和制剂等)
药物申报时,需要对CEX峰做深度表征研究;
工艺开发过程,需要知道CEX峰的形成原因,从而明确工艺优化方向。采用”离线收集+鉴定“花费时间长,不能满足时效性要求;
离线收集不能准确鉴定峰的形成原因,需采用在线方式鉴定,以下两个案例均为这种情况
案例1:离线收集过程峰组分发生变化
案例1通过在线2D-CEX-RP-LCMS和离线CEX-RP-LCMS方案对图1中案例蛋白的碱性峰P6做了鉴定。通过在线2D-CEX-RP-LCMS检测,P6峰的主要分子量为148041Da,通过与蛋白主峰P3分子量(148058Da)比对,可以推测出P6主要是因为发生了天冬氨酸琥珀酰亚胺化形成的。而在离线收集P6