破解生物大分子吸附困擾:Altura SEC 色譜柱實現低鹽體系優異分離性能背景
體積排阻色譜(SEC)是表征蛋白聚合、構象變化與聚集體雜質的核心手段,依靠分子篩效應完成組分分離。生物大分子含有大量不同 pKa 帶電基團,常規生理緩沖液(150 mM NaCl,pH7.2)分析條件下,極易與填料裸露硅醇基、不銹鋼柱管壁發生非特異性吸附,造成色譜峰拖尾,降低分離度與檢測靈敏度。
鹽濃度是 SEC 方法開發的關鍵變量:低鹽環境難以抑制吸附,高鹽又容易誘發疏水作用,甚至造成蛋白聚集。樣品基質越復雜,越難找到適配廣譜樣品的緩沖鹽條件,給方法開發帶來巨大挑戰。
Altura HPLC 色譜柱搭載超高惰性涂層技術,有效規避金屬相互作用,顯著改善低鹽體系下的峰拖尾問題。針對小分子蛋白、利妥昔單抗、戈沙妥珠單抗(ADC)等抗體樣品,相較于傳統不銹鋼色譜柱,峰拖尾程度降低一半以上,優化峰型、提升檢測靈敏度與定量準確度。

Altura 依托革命性超高惰性技術,建立生物大分子分析全新標桿。安捷倫進一步拓展技術應用場景,全新推出 Altura SEC 體積排阻色譜柱,為抗體、復雜蛋白樣品提供更優異的惰性分離方案。
本文中涉及到的對比色譜柱
貨號 | 描述 |
PL1580-5301 | AdvanceBio SEC 300?, 4.6×300mm, 2.7μm |
PL1580-5301A | Altura SEC 300?, 4.6×300mm, 2.7μm |
PL1180-5301 | AdvanceBio SEC 300?, 7.8×300mm, 2.7μm |
PL1180-5301A | Altura SEC 300?, 7.8×300mm, 2.7μm |
PL1180-5350 | AdvanceBio SEC 130?, 7.8×300mm, 2.7μm |
PL1180-5350A | Altura SEC 130?, 7.8×300mm, 2.7μm |
結果和討論
案例 1:Altura SEC 300?,4.6×300 mm,2.7 μm,我們對比了 4 種不同類型的蛋白分子在不銹鋼和超惰技術柱管的色譜表現。不銹鋼柱管在極低的鹽濃度條件下,4 種不同的樣品顯示出較嚴重的拖尾,甚至根本沒有響應。Altura SEC 超高惰性技術大大減小了樣品和金屬柱管之間的吸附作用,即使在極低的離子強度條件下,峰型也得到很大改善(圖 1)。

圖 1. 在低鹽濃度(50 mM 磷酸鹽+25 mM 氯化鈉)下,超高惰性色譜柱與不銹鋼色譜柱獲得的代表性對比色譜圖
圖 2 顯示了 ADC 樣品(戈沙妥珠單抗)的代表性色譜圖,使用 Altura 色譜柱,主峰和聚集體峰之間的分離度為 1.41,而不銹鋼柱為 1.33,表明分離能力有所提高。同時,使用 Altura 超高惰性色譜柱能夠區分二聚體和高聚體,更準確地量化 HMW 聚集,而不銹鋼柱無法區分兩者。

圖 2. 戈沙妥珠單抗的代表性色譜圖,其中 Agilent Altura 色譜柱檢出的蛋白質聚集體比例比不銹鋼色譜柱高 1% 以上。在 250 mM NaCl 條件下進行分離。超高情性柱 TF:1.23,Rs:1.4;不銹鋼柱 TF:1.54,Rs:1.33
案例 2:Altura SEC 300?,7.8×300 mm,2.7 μm,一些樣品會體現出較強的吸附問題,在分析時需要使用到較高的鹽濃度。如下圖案例二數據中,使用不銹鋼柱管色譜柱時,流動相體系必須達到 400 mM 氯化鈉的鹽濃度時,聚集體峰才能獲得正常洗脫。對比 Altura 超高惰性柱管,流動相體系降低至 200 mM 鹽濃度,即可獲得良好的聚集體峰的回收。這一優勢,可以減小高鹽體系對樣品存在的誘導疏水相互作用的風險。同時,減小了高鹽體系對于色譜柱和液相系統的損傷。

圖 3. ADC 裸抗在 Altura 超高惰性色譜柱與傳統不銹鋼柱管上的對比數據。
案例 3:Altura SEC 130?,7.8×300 mm,2.7 μm,Altura SEC 柱管的超高惰性特點,還能為分析提供快速平衡。針對存在強吸附的樣品,使用白介素樣品考察色譜柱的重現性。連續 6 針進樣,絕對峰面積和峰面積百分比的 RSD 值分別為 0.78% 和 0.81%,顯示出惰性柱管優異的重現性。實驗證明,針對此類樣品,使用 Altura SEC 超高惰性色譜柱無需提前飽和色譜柱和系統,提高檢測準確度,同時提升分析效率。

圖 4. 使用 Altura SEC 色譜柱連續 6 針進樣白介素樣品的色譜圖疊加
表 1. 白介素樣品的聚集體峰的數據
聚集體峰 | 保留時間(min) | Area(mAU*s) | Area% |
第一針 | 8.392 | 25.983 | 1.67 |
第二針 | 8.387 | 26.151 | 1.68 |
第三針 | 8.390 | 26.243 | 1.68 |
第四針 | 8.385 | 26.333 | 1.69 |
第五針 | 8.387 | 26.356 | 1.69 |
第六針 | 8.388 | 26.589 | 1.71 |
平均值 | 8.388 | 26.276 | 1.69 |
RSD% | 0.03% | 0.78% | 0.81% |
Altura SEC 色譜柱沿用 AdvanceBio SEC 色譜柱填料技術,使用親水涂層球形硅膠,降低蛋白分子與填料之間的次級作用。同時使用 Altura 超高惰性(Ultra Inert)硬件,該技術顯著降低分子與金屬之間的非特異性結合,應用在 SEC 分析時,與傳統不銹鋼硬件相比,進一步改善峰型以及提升靈敏度,尤其是使用低離子強度條件時。這一特點使得 Altura SEC 在應用中擴大了可采用的鹽濃度范圍,為方法開發提供了更大的靈活性,同時提升了檢測的重現性,無需提前飽和色譜柱,有助于建立更穩健的平臺方法。
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