加速生物治疗药物发现的通用策略:LC-MALDI-MS离线联用技术的创新蓝图

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Analytica Chimica Acta 5.7

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  针对生物治疗药物发现中非挥发性缓冲液色谱技术与电喷雾电离(ESI)不兼容的难题,研究人员开发了基于基质辅助激光解吸电离(MALDI)的离线LC-MS联用策略。该工作通过自动化馏分收集和MALDI-TOF-MS快速分析,实现了SEC/HIC/RPLC等多种色谱分离技术下蛋白质/肽段杂质的快速鉴定,将传统需数天的方法开发缩短至数小时,为加速下一代抗体药物(如双抗、ADC)的临床前开发提供了通用解决方案。

  

在生物制药领域,单克隆抗体(mAbs)、双特异性抗体(BsAbs)和融合蛋白等生物治疗药物已成为对抗癌症、感染和免疫疾病的重要武器。然而,这些复杂大分子的开发过程面临严峻挑战:用于质量监控的尺寸排阻色谱(SEC)、疏水相互作用色谱(HIC)等关键技术,因依赖高盐缓冲液而难以与主流的电喷雾电离质谱(ESI-MS)联用。研究人员不得不耗费数周时间进行方法适配,严重拖慢了药物发现进程。

为突破这一瓶颈,来自默克公司的研究团队创新性地将基质辅助激光解吸电离(MALDI)这一"抗干扰能手"引入生物药分析领域。MALDI技术具有两大先天优势:一是能耐受色谱分离常用的非挥发性盐缓冲液,二是通过靶板点样实现高通量自动化分析。研究人员巧妙构建了"色谱分离-自动馏分收集-靶板点样-MALDI-TOF-MS检测"的离线工作流程,开发出适用于SEC、HIC和反相色谱(RPLC)的通用解决方案。

该研究采用三大关键技术:1)自动化液相色谱馏分收集系统实现精准采样;2)优化2′,6′-二羟基苯乙酮(DHAP)基质体系提升蛋白质离子化效率;3)定制Python脚本实现高通量数据自动处理。通过对Waters BEH200 SEC蛋白标准品、双抗和融合蛋白等复杂样本的分析验证,整个工作流程可在数小时内完成从色谱分离到质谱鉴定的全过程,较传统ESI-MS方法提速10倍以上。

在"结果与讨论"部分,研究团队通过系列实验证实:SEC分离的聚集体在MALDI-MS中清晰呈现单体和二聚体质谱峰;HIC分析的抗体-药物偶联物(ADC)能准确反映药物抗体比(DAR)分布;反相色谱分离的胰蛋白酶消化肽段可获得媲美在线LC-ESI-MS的序列覆盖率。特别值得注意的是,该方法对1.5 mg/mL的双抗样本仅需0.5 μL进样量,充分彰显了其在珍贵临床前样本分析中的价值。

这项发表于《Analytica Chimica Acta》的研究,首次系统论证了LC-MALDI-MS离线策略在生物药开发中的普适性价值。其创新性在于打破了色谱技术与质谱兼容性的壁垒,通过模块化设计实现了"分离-检测"流程的灵活组合。该技术不仅适用于单抗、双抗等常规生物药,更能拓展至ADC、细胞因子等新兴疗法,为加速下一代生物治疗药物的开发提供了关键分析工具。正如研究者所言,这种方法将传统需要数周的方法开发周期压缩至数小时,使科学家能更快速地获得杂质结构信息,从而优化细胞株开发和候选药物筛选流程,在生物医药创新的赛道上赢得宝贵时间。

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