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核藥研發中的 SEC 分析 | 飛諾美色譜柱賦能精準藥物開發
更新時間：2025-03-28
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在核醫學與靶向治療領域，抗體偶聯藥物（ADC）、放射性標記抗體等復雜生物制劑的開發高度依賴精準的尺寸排阻色譜（SEC）分析。這類藥物的分子量分布、聚合體控制及穩定性評估直接關系其療效與安全性，而 SEC 技術憑借其非破壞性、高分辨率的特性，成為研發過程中的工具。
作為全球色譜技術的品牌，Phenomenex 的 SEC 色譜柱在多篇核藥研究文獻中展現了性能。以下結合三篇代表性研究，解析 SEC 分析在核藥研發中的關鍵作用，并揭示 Phenomenex 產品如何貫穿藥物開發全流程。
文獻案例：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）的偶聯物是預靶向放射治療的核心載體，但其偶聯過程易產生多聚體或未反應雜質，需精準控制偶聯和純化工藝。
SEC 應用：
偶聯效率優化：研究對比了磷酸鹽緩沖液（PBS）與三乙醇胺緩沖液（TSMZ）對偶聯反應的影響。通過 Phenomenex BioSep-SEC-S3000 色譜柱分析發現（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行偶聯反應，使用 TSMZ 時產率要高得多（40% vs. PBS的8%）。以 2:1 的抗體與鏈霉親和素比例進行偶聯可以減少多聚體生成。
圖一
純化驗證：曲妥珠單抗-鏈霉親和素偶聯產物經凝膠過濾純化后，與未偶聯抗體分別進樣 BioSep-SEC-S3000 進行分析。圖二顯示偶聯物的保留時間比未偶聯抗體早幾分鐘，峰形對稱且沒有較早洗脫的雜質，這表明偶聯產物的純度很高。使用已知分子量的蛋白質標準品對尺寸排阻色譜柱進行校準，發現在 44 -670kDa 范圍內，保留時間（RT）與 log10 分子量的關系呈線性，其方程為 log (MWt) = (RT - 37.8)/ -4.32。由于該偶聯物的洗脫保留時間為 14.6 分鐘，計算得出其分子量為 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 的結果驗證了工藝的穩定性。
圖二
文獻案例：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：點擊化學（如 TCO-Tz 反應）雖能高效標記抗體，但標記位點數量、抗體電荷變化及放射性核素穩定性需嚴格監控。
SEC 應用：
條件篩選：監測不同 TCO 投料比（3–15 eq.）對抗體偶聯物 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），找到相對適合的偶聯條件。在研究偶聯物摩爾比和用量對點擊化學介導的放射性標記影響時，提高當量會增加聚集體形成的風險，干擾點擊反應的正常進行，進而降低放射化學產率，所以 SEC 的結果能夠幫助優化最佳標記條件（表一）。
圖三
表一
文獻案例：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，實現放射性核素 89Zr 的定點標記，避免傳統隨機標記導致的活性損失。
SEC 應用：
使用 Phenomenex BioSep-SEC-S3000 分析了純化后的 89Zr-Df- 硫代曲妥珠單抗偶聯物，平均產物純度超過 93%。同時對偶聯物體外血清穩定性進行檢測，通過 SEC 結果觀察到有高分子量物質緩慢形成，推測這些高分子量物質為聚集體。
從更多核藥的相關文獻中我們可以發現，SEC 分析能夠賦能工藝開發，質量控制，轉化醫學等多個環節。其中，穩健耐用的 BioSep-SEC-S3000 加上 pH 7.4 PBS 流動相組合被多篇研究采用。
當然，隨著技術的革新，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。常規不銹鋼色譜柱可能會出現熱樣分解的情況，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的需求，最終賦能精準藥物的開發。
