高通量拉曼監測單克隆抗體結構變化

單克隆抗體的生產和純化尤其具有挑戰性，抗體蛋白變性與錯誤折疊是生物治療藥物發生不良結構變化的重要偏差。pH、電導率、壓力、光密度及單一波長紫外光譜等常用方法獲取的數據有限，無法提供特定產品的濃度、雜質或翻譯后修飾相關信息；HPLC 雖能分析這些內容，但受限于樣品制備和分析耗時，無法實現實時分析。拉曼光譜是一種可以檢測和監測蛋白質二級結構變化的技術，可以實時放行檢測 (RTRT)有望提高生產效率、降低成本并提高盈利能力。

布魯克在線拉曼光譜儀 HyperFlux™PRO Plus (HFPP)配備流通池監測隨著LiCl濃度變化細胞色素C（CytC）結構變化。

圖1 用 LiCl (0 M - 4.2 M) 擾動 CytC光譜區域 1530-1650 cm^-1 的同步 2D COS 圖。黃色區域顯示正強度相關區域，而藍色區域顯示負強度相關區域。

圖1  CytC血紅素骨架的Cβ-Cβ對稱伸展相對應的1558 cm^-1帶與1630-1648 cm^-1（血紅素骨架，β片的Cα-Cm對稱拉伸）和1648-1667 cm^-1（α螺旋，轉彎，無序蛋白質二級結構）呈正相關。這證實了LiCl的存在對CytC高階結構特征的擾動。

圖2 1.25mg/mL CytC在緩沖液中的預處理光譜，不含LiCl（紅色）、1.05M LiCl（黃色）、2.1 M LiCl。

圖2顯示了將LiCl加入蛋白質溶液時的1558 cm^-1血紅素帶。隨著添加的LiCl的增加，帶的減少是明顯的。

圖3 變性CytC稀釋系列，校準范圍0-1.7 mg/mL

圖3顯示了變性CytC的光譜，濃度從0-1.7 mg/mL增加的拉曼譜圖。

圖4 天然CytC稀釋系列，校準范圍0-1.7 mg/mL

圖4顯示了天然CytC的譜，濃度從0-1.7 mg/mL增加。蛋白質含量增加的拉曼信號趨勢在視覺上是可識別的，在天然CytC和變性CytC之間是不同的。這進一步證實，高通量拉曼光譜可以根據高階結構的變化很容易地區分天然和變性CytC。這意味著有可能檢測和量化過程偏移，如下游生物技術DSP過程中的變性，并著眼于實時放行。