重组肽是用 DNA 重组法生产的治疗药物,这种技术可以生产更长、更复杂的肽。生产首先使用微生物宿主进行发酵,如细菌微生物大肠杆菌或酵母微生物,如酿酒酵母,或最近使用的养甲菌 Pichia pastoris。
这些微生物经过改造,可在发酵过程中表达所需的重组肽。与合成法生产多肽不同,重组法会产生大量宿主细胞碎片、糖基化蛋白质和其他杂质,必须在收获后清除。此外,重组肽容易发生二聚化、聚集和纤维化。因此,重组肽的生产过程需要多个下游处理步骤,包括多个层析步骤,才能达到理想的纯度。在 GMP 生产中,通常会采用一个离子交换色谱 (IEX) 步骤和一到两个反相色谱 (RPC) 步骤。
硅胶因其坚固耐用的特性和公认的分辨能力而成为反相肽纯化最常用的基质;然而,并非所有硅胶都是一样的。
反相色谱法纯化
在此,我们将重点介绍反相步骤。在选择用于重组肽纯化的理想固定相时,有几个注意事项。硅胶是最常用的基质
然而,并不是所有的硅胶都是一样的。理想的反相硅胶应考虑
以下几点:
- 碱性稳定性:碱性稳定性:由于粗制材料中含有许多不同的杂质,因此色谱柱在两次循环之间必须定期使用苛性碱进行清洗。CIP 是一种广泛使用的程序,用于清除色谱柱硅胶床入口侧自聚集的纤维肽。这种再生程序必须定期重复,以保持分辨率、峰的分离和低柱背压。
- 结合能力:这是提高分离经济性的关键特性。负载能力越高,每次循环可纯化的重组肽就越多。
- 机械坚固性:在某些情况下,制备或生产规模的色谱柱需要
拆开并重新装柱,以提高色谱柱的效率并延长介质的使用寿命。这就需要硅胶具有较高的机械强度,以承受多次轴向压缩填料。
专为复杂多肽纯化设计的新型固定相
DAISOGEL 经过多年不懈的研发工作,设计并制造出了最先进的硅胶固定相,以解决这些非同寻常的挑战,我们称之为PK 系列。
我们还利用先进的表面改性技术开发了 PK 系列,与市场上的其他反相硅胶相比,它具有无与伦比的 pH 耐受性。此外,其专门设计和制造的硅胶骨架为硅胶颗粒提供了额外的机械强度。为了测试 PK 系列在实际条件下的能力,我们进行了一项严格的案例研究,对粗制胰岛素样品进行纯化。
了解更多信息,请参阅我们的新 PK 手册
案例研究:应用 PK 系列使粗胰岛素纯度达到 >99
在本技术说明中,我们将展示 PK 系列是如何将纯度仅为 72.5% 的粗胰岛素原料提高到 99% 以上的。粗样品的初始纯度是通过 HPLC 分析验证的,如下所示。
如上所述,粗进料溶液的低质量使得下游建模工作十分棘手。为了将
的纯度提高到 88.0%,采用了一个执行良好的聚合物强阳离子交换色谱步骤(未显示)。为了达到最终所需的纯度,采用了两个使用 PK 系列的 RPC 步骤。
RPC 步骤 1:在 C8-PK 系列上用 ACN 梯度对
硫酸铵/硫酸进行梯度处理
在第一个 RPC 步骤中,预处理 DAISOGEL SP-100-10-C8-PK 色谱柱过载 15 克/升的 IEX 纯化胰岛素。以 90% 的收率为目标,在硫酸铵/硫酸背景下使用乙腈梯度,条件如下。
收集并分析胰岛素峰。RPC 第 1 步池的 HPLC 分析结果显示
,收率为 90%,纯度为 97.0%,如下图所示。
RPC 步骤 2:C8-PK 系列上的 ACN 梯度对
乙酸铵/醋酸
为了达到所需的大于 99.0% 的纯度,采用了第二个 RPC 步骤。在预处理 DAISOGEL SP-100-10-C8-PK 色谱柱上过载 15 克/升的 RPC1 纯化胰岛素。同样以 90% 的收率为目标,采用乙腈梯度,但这次以乙酸铵/乙酸为背景,条件如下。
再次收集并分析胰岛素峰。RPC 第 2 步池的高效液相色谱分析结果表明,胰岛素的收率为 90%,纯度为 99.7%,如下图所示。
结论
重组肽性质复杂,纯化难度大,胰岛素就是一个典型的例子。将此类化合物的纯度提高到 99% 以上,同时不牺牲产量,这对于产品安全和经济效益都非常重要。DAISOGEL C8-PK 系列硅胶具有高比表面积、可负载性、机械强度和分辨能力,因此被选为纯化低纯度胰岛素粗品的材料。
通过在 IEX 步骤之后采用两步 RPC 纯化,我们成功地实现了 99.7% 的纯度,同时不影响产量。
步骤 | 纯度 |
---|---|
粗饲料 | 72.5 |
IEX | 88.0 |
RPC1 | 97.0 |
RPC2 | 99.7 |