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在生物制药质量控制中，传统 SDS-PAGE 存在诸多弊端，SDS-CGE 虽有优势但基线不稳定。研究人员利用硼酸交联琼脂糖凝胶开展治疗性蛋白分析研究，可快速分离多种蛋白，消除基线干扰，为蛋白表征和定量分析提供新平台。
在生物制药领域，治疗性蛋白的质量把控至关重要，其中纯度检测更是重中之重。一直以来，传统的十二烷基硫酸钠 - 聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）是基于电场介导技术进行蛋白质分离的常用方法。它利用蛋白质的电泳迁移率与对数分子量呈线性关系这一特性，根据溶质分子的大小（流体动力学体积）来实现分离 。然而，这种方法就像一个繁琐的老工匠，存在诸多缺陷。它不仅耗时费力，人工操作的环节还会导致结果重复性差，而且基于分子量的条带识别也困难重重，对于生物制药行业的质量保证（QA）/ 质量控制（QC）流程来说，并不是一个理想的选择。
随着技术的发展，十二烷基硫酸钠毛细管凝胶电泳（SDS-CGE，常被称为 CE-SDS）应运而生，它相比 SDS-PAGE 有着显著的优势，比如可以进行柱上紫外和 / 或荧光检测、实现自动化操作、拥有高分辨率以及出色的纯度检测能力。但是，SDS-CGE 也不是完美无缺的。在使用过程中，人们发现它会出现一些令人头疼的问题，像是在永久交联凝胶中容易形成气泡，而且基线会出现驼峰 / 波动现象，甚至在一些临时交联的商业基质中还可能出现未知峰。许多用户都反映，使用市售的葡聚糖硼酸凝胶缓冲系统时，基线稳定性和漂移问题严重影响了峰的识别和积分，给分析工作带来极大的困扰。虽然有人提出可能是背景电解质成分浓度过高导致的焦耳热、电渗流（EOF）、样品制备、毛细管预处理等因素造成这些问题，但一直没有找到有效的解决办法。
在这样的背景下，来自国外的研究人员决定另辟蹊径，开展一项极具意义的研究。他们将目光投向了琼脂糖，一种有望替代硼酸交联葡聚糖凝胶的筛分基质。研究人员推测，或许利用硼酸稳定的琼脂糖基质进行 SDS 毛细管凝胶电泳分析，可以解决这些难题。最终，他们成功了！研究发现，使用本文所示的临时交联琼脂糖基质，能够快速分离治疗性蛋白，而且分辨率极高。更重要的是，它成功消除了基于葡聚糖的凝胶配方中常见的基线干扰问题。利用仅 10 厘米有效长度的毛细管，四羟基硼酸交联的琼脂糖基质就能在约 5 分钟内快速分析完整的抗 SARS-CoV-2 治疗性抗体及其亚基，并且迁移时间（相对标准偏差 RSD < 0.3%）和峰面积（RSD < 5%）的重复性都非常出色。就连紧密迁移的非糖基化重链和重链片段之间也能实现高分辨率分离（分辨率 RS = 1.65）。此外，高分子量的甲状腺球蛋白（660 kDa）和高度糖基化的依那西普融合蛋白，也都能通过基于硼酸 - 琼脂糖的凝胶成功进行分析。这项研究成果发表在《Analytica Chimica Acta》上，为治疗性蛋白的分析带来了新的曙光，开启了无基线驼峰分析的新篇章，对生物制药行业的质量控制有着重要意义。
研究人员在开展这项研究时，主要运用了以下关键技术方法：首先，以琼脂糖（超低凝胶温度、低电渗流）、十二烷基硫酸钠（SDS）、硼酸等多种化学试剂构建了硼酸交联琼脂糖凝胶体系。然后，利用该凝胶体系进行 SDS 毛细管凝胶电泳实验，对不同类型的治疗性蛋白进行分离检测，通过分析电泳结果来评估凝胶体系的性能。
结果与讨论
在本研究中，研究人员引入了硼酸交联琼脂糖凝胶配方。实验结果令人惊喜，该配方成功消除了在分离 SDS 蛋白时，使用传统葡聚糖基筛分基质经常出现的基线干扰问题。通过实验，研究人员展示了该方法能够快速分离单克隆抗体的亚基和完整形式（包括去糖基化的重链片段）。同时，对于高度糖基化的治疗性融合蛋白以及高分子量（约 660 kDa）的蛋白药物，也能实现有效分离。这表明硼酸交联琼脂糖凝胶在治疗性蛋白分析领域具有巨大的潜力，能够为生物制药质量控制提供更可靠的技术支持。
结论
研究结论再次强调了葡聚糖基筛分基质在 SDS-CGE 中存在的基线稳定性（驼峰 / 波动）和漂移问题，这些问题严重阻碍了峰的识别和积分。而本研究中使用硼酸交联琼脂糖凝胶，不仅有效缓解了基线干扰问题，还实现了快速且高分辨率的分离。分子量高达约 660 kDa 的蛋白质能在不到 7.5 分钟的时间内轻松分离，并且非糖基化重链和重链片段之间的分辨率达到 Rs = 1.65。这一成果为治疗性蛋白的分析提供了一种高效、可靠的新方法，推动了生物制药质量控制技术的进步，对后续的药物研发和质量评估有着重要的指导意义，为生物制药行业的发展注入了新的活力。
