Malin Edvardsson Aug 15, ’06 < 20220214

应用QCM-D研究蛋白质吸附-聚集关系

药物开发的主要挑战之一是蛋白质聚集——这种现象不仅可能对药物质量产生负面影响,还可能影响药物安全。 在最近的一项研究中,提出的结果可以更深入地了解油水界面上蛋白质吸附和聚集之间的关系。 新的见解可以帮助设计更稳定的治疗配方,而 QSense QCM-D 是帮助解决难题的分析方法之一。

预充式注射器中的单克隆抗体与硅油涂层表面之间的相互作用

正如我们在之前的博文中所谈到的,一种常见的储存和管理治疗性蛋白质的方法是通过预充式注射器——注射器的内表面通常涂有润滑剂、硅油,以方便注射器的使用。 当注射器中储存的治疗性蛋白质与这种疏水表面相互作用时,它可能会发生吸附,这一过程被怀疑是蛋白质聚集的来源。

分析单克隆抗体在硅油水界面的吸附和聚集

为了更深入地了解蛋白质与硅油涂层表面的相互作用,以及与蛋白质聚集的潜在关系,一组研究人员着手分析单克隆抗体 (mAb) 的表面活性,这是一类主要用于治疗几种不同疾病的蛋白质基疗法。 在研究 中,研究人员还分析了两种药物相关且常用的表面活性剂是否会降低所研究的 mAb 的吸附和聚集。

使用 QCM-D 分析表面吸附质量

为了描绘全貌,并更深入地了解 mAb 的表面活性和聚集,我们使用了几种互补的分析方法。 通过 QCM-D 分析两种 mAb、两种表面活性剂和 mAb + 表面活性剂混合物的表面吸附量,而QCM-D 是一种高灵敏度的表面传感技术,可检测纳米级的时间分辨质量变化。

图一 mAb adsorption PDMS QCM-D

1. QCM-D 测量的传感器表面的质量吸附。 A) mAb1 mAb2 的质量吸附比较。 B) C) mAb1、表面活性剂 P188 PS20 以及 mAb1 + 表面活性剂混合物的比较。

表面质量吸附结果

QCM-D 分析揭示了对 mAb、表面活性剂和 mAb + 表面活性剂混合物的界面和表面质量吸附的一些见解。 例如,图 1 中的 QCM-D 数据表明

  • mAb1 的吸附量超过 mAb2(图 1A)
  • 最初的 mAb 吸附很快,但随后两种 mAb 以不同的值达到饱和(图 1A)
  • 在实验条件下,mAbs 吸附基本上是不可逆的(图 1A)
  • 表面活性剂吸附是部分可逆的(图 1B-C)
  • 对于mAb1 + 表面活性剂混合物之一,mAb 和表面活性剂共吸附,而对于其他mAb1 + 表面活性剂混合物,界面由表面活性剂主导(图1B-C)

将 QCM-D 分析的见解与补充表征的信息相结合,研究人员得出结论,mAb 在油水界面的吸附与聚集之间存在直接关系。 该研究还表明, 表面活性剂会竞争性地吸附到界面上,从而降低 mAb 的聚集。

结束语

蛋白质聚集是药物开发中遇到的挑战之一。 在最近的一项研究中,其研究结论提出了将吸附和聚集联系起来,这些信息可以帮助制定更稳定的治疗解决方案。 在本文的研究中,研究人员使用 QSense QCM-D 分析和表征了表面质量吸附——这些信息有助于解决这个难题。

观看网络研讨会以了解有关此项研究的更多信息。


参考文献:

  1. Aadithya Kannan, Ian C. Shieh, Patrick G. Negulescu, Vineeth Chandran Suja, and Gerald G. Fuller; Adsorption and Aggregation of Monoclonal Antibodies at Silicone Oil–Water Interfaces; Mol. Pharmaceutics 2021, 18, 4, 1656–1665

 

关键词: qcm-d,蛋白质吸附,蛋白质聚集

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