一、生物類似藥為什么必須測(cè)二級(jí)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)功能取決于三維結(jié)構(gòu)，二級(jí)結(jié)構(gòu)（α-螺旋、β-折疊、無規(guī)卷曲）是連接序列與構(gòu)象的關(guān)鍵層級(jí)。生物類似藥申報(bào)要求證明候選藥與原研藥高級(jí)結(jié)構(gòu)高度相似，二級(jí)結(jié)構(gòu)比對(duì)是必檢項(xiàng)。

 二、5分鐘能做什么

維也納工業(yè)大學(xué)（TU Wien）Lendl課題組將EC-QCL VCD掃描范圍縮窄至1710–1580 cm?1（酰胺I′帶），在10 mg/mL濃度下，三種模型蛋白（BSA、溶菌酶、β-乳球蛋白）的VCD特征峰均清晰可辨，5分鐘出結(jié)果。

適用邊界：定性判斷二級(jí)結(jié)構(gòu)類型時(shí)足夠；精細(xì)定量或微小構(gòu)象變化仍需更長(zhǎng)采集。

圖1   10 mg/mL β-乳球蛋白、溶菌酶和BSA的紅外吸收光譜與VCD光譜。測(cè)量5 min，波數(shù)范圍1710–1580 cm?1。

三、對(duì)CMC和PAT的啟示

分級(jí)檢測(cè)策略：樣品通過5分鐘快速初篩，少數(shù)可疑樣品再做全譜精細(xì)分析——大幅提升通量。

過程分析技術(shù)（PAT）：發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)構(gòu)象實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、純化步驟中結(jié)構(gòu)完整性在線驗(yàn)證，都需要分鐘級(jí)響應(yīng)。

圖2：三種模型蛋白的紅外吸收與VCD光譜對(duì)比

圖注：三種模型蛋白在EC-QCL VCD（左列，8 mg/mL、204 μm、1 h）與FT-IR VCD（右列，60 mg/mL、23 μm、1 h）下的酰胺I′區(qū)紅外吸收譜（下）和VCD譜（上）。濃度僅為傳統(tǒng)方法1/7.5，譜圖質(zhì)量高度互認(rèn)。

四、QSweep在該場(chǎng)景中的適配

波數(shù)重復(fù)性0.35 cm?1是GMP環(huán)境下多設(shè)備部署的關(guān)鍵指標(biāo)——模型能否跨設(shè)備共用，取決于波數(shù)輸出的一致性。較小漂移意味著更長(zhǎng)的定標(biāo)周期和更低的運(yùn)維成本。

圖3：海爾欣QSweep模塊波數(shù)重復(fù)性測(cè)試（10個(gè)波數(shù)點(diǎn)四輪測(cè)量平均極差為0.35 cm?1）

五、結(jié)語(yǔ)

窄帶快速VCD不是全譜分析的替代品，而是一種針對(duì)高通量場(chǎng)景的補(bǔ)充策略。對(duì)于生物制藥CMC部門，“5分鐘初篩+1小時(shí)精測(cè)”的分級(jí)方案，可以在保證質(zhì)量的前提下顯著提升樣品處理通量。

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參考文獻(xiàn)

1.                      Hermann D.-R. et al., Analytical Chemistry 96, 19363–19369 (2024). DOI: 10.1021/acs.analchem.4c03498

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