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前言
司美格魯肽是一種新型的長效胰高糖素樣肽-1受體激動劑(glucagon-like peptide-1 receptor agonist,GLP-1RA),由17種31個氨基酸組成,其結構與天然的人胰高糖素樣肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)相似,具有高達94%的氨基酸序列同源性,主要用于治療2型糖尿病及其相關并發癥,同時也在減肥和心血管疾病預防等領域展現出廣闊的應用前景。目前,它已獲得歐盟的批準,用于降低患有心血管病且超重/肥胖的成年人患心臟病、中風乃至癌癥的風險。在減肥領域,司美格魯肽也表現出色,能夠顯著降低患者的主要不良心血管事件風險,包括心血管死亡、非致死性心肌梗死等。
圖1 司美格魯肽化合物信息
在化學合成多肽藥物的藥學研究中,氨基酸組成及比值分析是重要的質量控制項目之一。氨基酸組成分析是鑒定多肽/蛋白藥物的有效方法,特定的多肽/蛋白由特定的氨基酸組成,測定每個氨基酸含量是控制產品質量的有效手段。
本文參考指導原則對司美格魯肽樣品分別進行鹽酸水解和氫氧化鈉水解處理,結合Chromai OPA和FMOC柱前自動衍生氨基酸分析技術,測定司美格魯肽氨基酸組成,并將測定結果與理論的氨基酸組成及比值進行對比分析。
儀器系統:
Chromai Leaps系統
(四元泵P40、自動進樣器A10CV、柱溫箱C10、紫外檢測器D10)
標準品溶液:
氨基酸混合標準品(天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、組氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、精氨酸、丙氨酸、氨基異丁酸、酪氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、正纈氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、脯氨酸)
衍生試劑:
OPA:稱取40 mg鄰二苯甲醛,加入硼酸鹽緩沖液3.5 mL、乙腈0.5 mL、3-巰基丙酸64 μL,溶解并混合均勻
FMOC:稱取40 mg FMOC,加入乙腈8 mL,溶解并混合均勻
司美格魯肽水解:
鹽酸水解:使用6 mol/L HCl水解,產生16種氨基酸,谷氨酰胺水解為谷氨酸,色氨酸被破壞
氫氧化鈉水解:使用5mol/L NaOH水解,產生色氨酸
色譜條件:
流動相A:0.05 mol/L乙酸鈉溶液-三乙胺-四氫呋喃(950: 0.14: 5,用2 %乙酸調pH至6.8)
流動相B:0.16 mol/L乙酸鈉溶液(用2 %乙酸調pH至6.8)-甲醇-乙腈(200: 400: 400)
洗脫梯度: 0-27 min A相92%-40%; 27-31 min A相40%-0%; 31-38 min A相0%; 38.01-41 min A相92%
色譜柱:Chromai Lotus C18 4.6*250 mm, 5 μm
流速:1 mL/min
柱溫:40 ℃
進樣體積:20 μL
檢測波長:338 nm(0-27min); 262 nm(27-41min)
自動進樣器柱前衍生程序:
步 驟 | 內 容 |
1 | 吸取硼酸鹽緩沖液40μL |
2 | 吸取待測樣品10μL |
3 | 吸取OPA衍生液10μL |
4 | 在樣品瓶混合5次 |
5 | 吸取FMOC衍生液10μL |
6 | 在樣品瓶混合5次 |
7 | 吸取稀釋液120μL |
8 | 在樣品瓶混合10次 |
結果與討論
如圖2所示,19種氨基酸經過OPA和FMOC衍生后,各峰均分離良好。
圖2 19種氨基酸柱前自動衍生標準溶液色譜圖
在5-100 μg/mL的濃度范圍內,19種氨基酸線性良好,線性相關系數均大于0.999。
表1 氨基酸標準曲線線性結果
組分 | 回歸方程 | 相關系數 |
天冬氨酸 | y = 2.3672 x + 0.0101 | 0.9998 |
谷氨酸 | y = 2.2565 x + 1.7434 | 0.9999 |
絲氨酸 | y = 3.1286 x - 1.4178 | 0.9998 |
組氨酸 | y = 1.0130 x - 0.6022 | 1.0000 |
甘氨酸 | y = 3.3898 x - 2.0469 | 0.9999 |
蘇氨酸 | y = 2.6991 x - 1.1483 | 0.9998 |
精氨酸 | y = 1.9743 x - 1.5018 | 0.9999 |
丙氨酸 | y = 4.0059 x - 2.1168 | 0.9999 |
氨基異丁酸 | y = 3.1366 x - 1.4994 | 0.9999 |
酪氨酸 | y = 1.6926 x - 1.1088 | 0.9998 |
纈氨酸 | y = 3.1900 x - 1.8271 | 0.9999 |
蛋氨酸 | y = 2.3108 x - 1.5256 | 0.9999 |
正纈氨酸 | y = 2.9771 x - 2.1928 | 0.9999 |
色氨酸 | y = 1.5244 x - 2.1811 | 0.9999 |
苯丙氨酸 | y = 2.0992 x - 0.8944 | 0.9999 |
異亮氨酸 | y = 2.6104 x - 1.9208 | 0.9999 |
亮氨酸 | y = 2.5233 x + 0.6652 | 0.9999 |
賴氨酸 | y = 1.8628 x - 2.8022 | 0.9996 |
脯氨酸 | y = 4.7763 x + 12.3955 | 0.9998 |
如圖3所示,司美格魯肽樣品中檢出17種氨基酸,與理論氨基酸組成一致。氨基酸比值與理論值的相對誤差在10%之內,結果準確。
圖3 司美格魯肽酸水解液色譜圖
表2 司美格魯肽樣品測試結果
組分 | 理論氨基酸數 | 實測氨基酸數 |
天冬氨酸 | 1 | 1 |
谷氨酸+谷氨酰胺 | 3+1 | 4.2 |
絲氨酸 | 3 | 2.8 |
組氨酸 | 1 | 1.1 |
甘氨酸 | 4 | 3.8 |
蘇氨酸 | 2 | 1.9 |
精氨酸 | 2 | 2.1 |
丙氨酸 | 3 | 2.7 |
氨基異丁酸 | 1 | 0.9 |
酪氨酸 | 1 | 0.9 |
纈氨酸 | 2 | 1.8 |
色氨酸 | 1 | 1.0 |
苯丙氨酸 | 2 | 2.0 |
異亮氨酸 | 1 | 1.0 |
亮氨酸 | 2 | 2.1 |
賴氨酸 | 1 | 1.1 |
結論
使用Chromai Leaps系統自動進樣器標配的柱前衍生功能,選擇OPA和FMOC兩種衍生試劑,可實現一級和二級氨基酸的在線自動化衍生。本實驗中將司美格魯肽樣品分別進行鹽酸水解和氫氧化鈉水解處理,測定司美格魯肽氨基酸組成,并將測定結果與理論的氨基酸組成及比值進行對比,樣品中氨基酸組成與理論組成一致,樣品氨基酸比值與理論值的相對誤差在10%之內,方法準確可靠。
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科諾美(英文:Chromai),是中國領先的從事分析檢測儀器與醫療診斷研發、生產、銷售和服務的高科技技術企業。是中國儀器儀表學會、中國分析測試協會、中國醫療器械行業協會會員。公司旗下設立北京研發中心、蘇州供應鏈中心等多家子公司。科諾美是國家高新技術企業,北京市“專精特新”企業,擁有國際水準的先進技術,擁有眾多核心的專利技術,自主知識產權。公司以振興民族產業為己任,堅持自主研發、持續創新,讓分析檢測更高效精準且易用,讓中國創造享譽全球,成為推動世界和人類健康安全進步的中國科技公司。科諾美專注于科學儀器與自動化和智能化的充分結合,基于自主研發、國產化自主可控和核心關鍵技術、擁有目前中國領先的超高效液相色譜核心技術(UHPLC),面向于化學分析與生命科學領域、精準醫療與臨床檢驗領域,為客戶提供全面多樣、領先可靠的儀器產品、試劑耗材、方法開發、服務產品等全流程解決方案,致力于不斷提升效率、降低分析成本,為客戶創造價值。