Kenneth Olesen PhD Apr 18, ’51 < 20201118

表面活性剂的存在如何影响蛋白质与表面的相互作用?

蛋白质倾向于与表面相互作用,这样它们就可以展开和聚集。 一般而言,治疗性蛋白质在溶液中的行为已被很好地表征,但通常并未研究其对各种表面材料的吸附和相互作用。 研究蛋白质与各种表面材料和在不同溶液条件下的相互作用,可以评估材料的相容性和使其吸附最小化的条件。 在这里,我们向您展示一种进行此评估的方法。

蛋白质倾向于吸附到表面

源于蛋白质-表面相互作用的聚集可能会在药物制造、存储和分配的所有阶段出现。 蛋白质会遇到的典型材料可能是玻璃、金属、塑料聚合物和油。 然而,可以通过添加辅料例如表面活性剂来增强蛋白质稳定性。 那么添加表面活性剂如何影响蛋白质吸附到表面上呢? 吸附是被阻止还是被减少? 能否确定一组条件使吸附到表面的蛋白质量最小化?

在有或没有辅料的情况下,使用QCM-D分析蛋白质的吸附

蛋白质吸附的性质取决于蛋白质、表面、环境条件和使用的表面活性剂的特定组合。 在本文提出的研究中,使用QSense® QCM-D [1]分析了两种不同的单克隆抗体在四种不同表面材料上的吸附。 在有或没有表面活性剂存在下都进行了吸附分析。

要回答的问题是:

  • 多少抗体会吸附到各自的表面材料上?
  • 添加表面活性剂将如何影响吸附?
  • 是否有任何蛋白质,表面材料和辅料的组合会阻止吸附?

条件分析:

  • 样品:两种单克隆抗体,mAb1,mAb2
  • 表面:二氧化硅(SiO2),聚苯乙烯(PS),AF1600(聚四氟乙烯)和金(Au)
  • 表面活性剂:聚山梨酯 80(PS-80)

蛋白质表面相互作用随表面和溶液条件而变化

QCM-D结果(图1)显示了吸附量的显着差异,具体取决于所测量的两种抗体中的哪一种,所使用的表面材料以及是否存在辅料。

抗体:吸附的蛋白质量随所使用的抗体而异。 在所有研究的四种表面材料上,mAb2的表面吸附均比mAb1大。

表面材料:结果表明,表面材料显着影响蛋白质的吸附量。 在Au上吸附量最高,而在PS上吸附量最低。

辅料:溶液中表面活性剂的存在显着降低了两种抗体的吸附量。 对于抗体和材料的某些组合,当添加表面活性剂时,基本上防止了吸附。 对于PS上的mAb1效果最明显。

图1 针对四种不同表面材料的不可逆吸附抗体的质量

图1.针对四种不同表面材料的不可逆吸附抗体的质量。 +和–表示表面活性剂的存在(+)或不存在(-)。

结束语

蛋白质-表面相互作用可能触发蛋白质解折叠和聚集,并可能导致治疗性质以及免疫原性反应的丧失。 蛋白质-表面相互作用的程度取决于许多因素,例如蛋白质本身的性质,表面材料,pH,蛋白质浓度,离子强度和辅料的存在等。在这项研究中,通过QCM-D分析表面的质量吸附,确定了在定义的范围内最小化蛋白质-表面相互作用的条件。

下载附件应用文摘QCM-D技术在药物制剂和储存中的应用以了解有关该研究的更多信息。

参考文献

  1. Oom, A., et al., J. Pharm. Sci., 101(2), 2012, 519-529

 

更多QCM-D技术详情请http://www.biolinchina.com/qsense

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