一級結(jié)構(gòu)的表征檢測
在生物醫(yī)藥、生物化學(xué)及分子生物學(xué)領(lǐng)域，精準(zhǔn)表征生物大分子（特別是蛋白質(zhì)和多肽）的一級結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。一級結(jié)構(gòu)是指其基本組成單元（氨基酸）通過肽鍵連接形成的線性序列，它直接決定了分子的高級結(jié)構(gòu)、生物活性、穩(wěn)定性以及免疫原性等關(guān)鍵屬性。對一級結(jié)構(gòu)的全面、準(zhǔn)確表征是藥物研發(fā)（如治療性蛋白、單抗、多肽類藥物）、生物制品質(zhì)量控制、基礎(chǔ)研究以及產(chǎn)品一致性評價的核心環(huán)節(jié)。它不僅是理解分子功能的基礎(chǔ)，更是確保藥物安全性和有效性的基石。通過一系列精密的檢測項目，結(jié)合先進(jìn)的儀器和標(biāo)準(zhǔn)化的方法，科學(xué)家們能夠精確地解析出目標(biāo)分子的氨基酸組成、排列順序以及翻譯后修飾（如二硫鍵定位、糖基化位點(diǎn)）等核心信息。
檢測項目
一級結(jié)構(gòu)表征通常包含以下幾個關(guān)鍵檢測項目：
- 分子量測定： 精確測定完整分子或酶解肽段的分子量，是確認(rèn)序列完整性和發(fā)現(xiàn)潛在修飾的第一步。
- 氨基酸組成分析： 通過酸水解將蛋白質(zhì)/多肽裂解為單個氨基酸，定量分析各氨基酸的種類和含量，與理論值對比以驗證序列。
- N-末端序列分析： 確定蛋白質(zhì)或多肽鏈起始端的氨基酸序列（通常前10-15個殘基）。
- C-末端序列分析： 確定蛋白質(zhì)或多肽鏈末端的氨基酸序列。
- 肽圖分析： 使用特異性蛋白酶（如胰蛋白酶）將蛋白質(zhì)酶解成肽段混合物，分離并鑒定這些肽段，用于確認(rèn)一級結(jié)構(gòu)完整性、發(fā)現(xiàn)點(diǎn)突變、降解產(chǎn)物或翻譯后修飾。
- 完整序列確認(rèn)： 通過結(jié)合肽圖、串聯(lián)質(zhì)譜等手段，對目標(biāo)分子的全部氨基酸序列進(jìn)行確認(rèn)。
- 二硫鍵定位： 確定半胱氨酸殘基之間形成的二硫鍵連接方式。
- 游離巰基分析： 測定分子中未形成二硫鍵的自由巰基數(shù)量。
檢測儀器
一級結(jié)構(gòu)表征高度依賴先進(jìn)的儀器平臺：
- 質(zhì)譜儀 (Mass Spectrometry, MS): 是現(xiàn)代一級結(jié)構(gòu)表征的絕對核心。
- 基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜 (MALDI-TOF MS): 常用于完整分子量測定和肽圖分析中的肽段質(zhì)譜指紋圖譜鑒定。
- 電噴霧電離質(zhì)譜 (ESI-MS): 適用于完整分子量測定（提供高分辨率和多電荷狀態(tài)信息）、肽圖分析。
- 串聯(lián)質(zhì)譜 (Tandem MS, MS/MS 或 MS?): 通常聯(lián)用液相色譜（LC-MS/MS），是肽段序列從頭測序、翻譯后修飾鑒定和二硫鍵定位的關(guān)鍵工具（如Q-TOF, Orbitrap, Triple Quadrupole質(zhì)譜儀）。
- 氨基酸分析儀： 專門用于高靈敏度、高精度的氨基酸組成分析。
- 高效液相色譜 (HPLC)：
- 反相高效液相色譜 (RP-HPLC)： 是肽圖分析和純化肽段的主要分離技術(shù)。
- 離子交換色譜 (IEX-HPLC)： 可用于電荷異質(zhì)性分析（部分反映序列變化）。
- 毛細(xì)管電泳 (CE)： 可用于肽圖分析和純度評估，有時用于分離蛋白變體。
- Edman 降解測序儀： 經(jīng)典的N-末端序列分析方法，雖然逐漸被質(zhì)譜取代，但在特定應(yīng)用（如驗證質(zhì)譜結(jié)果、處理復(fù)雜樣本）中仍有價值。
檢測方法
不同的檢測項目對應(yīng)不同的檢測方法：
- 分子量測定： 主要使用質(zhì)譜法（ESI-MS, MALDI-TOF MS），通過去卷積軟件處理多電荷峰得到精確分子量。
- 氨基酸組成分析： 采用酸水解（通常用6N HCl，110°C，24小時）后，使用氨基酸分析儀進(jìn)行柱后衍生（如茚三酮、鄰苯二甲醛）或柱前衍生分離檢測，或利用LC-MS/MS直接分析水解液。
- N-末端序列分析：
- Edman 降解法： 逐步化學(xué)降解N-末端氨基酸并鑒定。
- 質(zhì)譜法： 通過分析完整蛋白的頂端碎片（Top-down MS）或酶解產(chǎn)生的N-末端肽段（Bottom-up MS）來推斷N-末端序列和修飾。
- C-末端序列分析： 方法相對復(fù)雜，可采用化學(xué)法（如羧肽酶酶解后分析釋放的氨基酸）、質(zhì)譜法（如電子轉(zhuǎn)移解離ETD或高能碰撞解離HCD產(chǎn)生的C-端離子）或?qū)Ｓ迷噭┖小?/li>
- 肽圖分析：
- 酶解：選擇特異性蛋白酶（常用胰蛋白酶，切割精氨酸Arg和賴氨酸Lys之后）。
- 分離：主要使用RP-HPLC分離酶解肽段。
- 檢測與鑒定：聯(lián)用UV檢測器和質(zhì)譜檢測器（LC-UV-MS/MS）。通過比較樣品肽圖與理論（或?qū)φ掌罚╇膱D的保留時間、質(zhì)荷比（m/z）以及肽段碎片質(zhì)譜圖（MS/MS），進(jìn)行定性和定量比較。
- 完整序列確認(rèn)： 綜合運(yùn)用肽圖分析（Bottom-up）、Top-down質(zhì)譜（直接碎裂完整分子）和/或從頭測序軟件分析MS/MS數(shù)據(jù)來完成。
- 二硫鍵定位：
- 非還原肽圖法：在非還原條件下進(jìn)行酶解和LC-MS/MS分析，直接鑒定含二硫鍵連接的肽段。
- 還原烷基化對比法：比較還原烷基化前后肽圖的差異，通過消失的峰（二硫鍵連接肽）和出現(xiàn)的峰（游離肽）定位。
- 使用特異性斷裂二硫鍵的化學(xué)試劑或酶（如TCEP還原劑），結(jié)合質(zhì)譜分析。
- 游離巰基分析： 常用Ellman's試劑（DTNB）比色法或質(zhì)譜結(jié)合烷基化試劑標(biāo)記法。
檢測標(biāo)準(zhǔn)
一級結(jié)構(gòu)表征需要遵循嚴(yán)格的法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保結(jié)果的可靠性、準(zhǔn)確性和可比性：
- 國際人用藥品注冊技術(shù)協(xié)調(diào)會 (ICH)：
- ICH Q6B: 生物技術(shù)產(chǎn)品及生物制品的測試方法和可接受標(biāo)準(zhǔn) - 明確要求對生物技術(shù)產(chǎn)品和生物制品的一級結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)表征，包括分子量、肽圖、N-末端序列等。
- 各國藥典：
- 美國藥典 (USP)： 包含多個相關(guān)通則和方法，如：
- `<1052>` 生物技術(shù)衍生品——蛋白質(zhì)和多肽的鑒別與表征
- `<1084>` 糖蛋白的鑒定
- `<1217>` 治療性蛋白的肽圖分析
- `<1058>` 分析儀器確認(rèn)
- 歐洲藥典 (EP)： 在多個專論和通則（如2.2.56 氨基酸分析, 2.2.43 質(zhì)譜, 專論中具體要求）中規(guī)定了一級結(jié)構(gòu)測試要求。
- 中國藥典 (ChP)： 在三部生物制品相關(guān)章節(jié)和通則（如 0401 質(zhì)譜法， 0431 肽圖檢查法， 3125 氨基酸分析， 3126 N端氨基酸序列分析）中提供了詳細(xì)的方法和要求。
- 行業(yè)指南與最佳實(shí)踐：
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CMA認(rèn)證
檢驗檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定證書
證書編號：241520345370
有效期至：2030年4月15日
CNAS認(rèn)可
實(shí)驗室認(rèn)可證書
證書編號：CNAS L22006
有效期至：2030年12月1日
ISO認(rèn)證
質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書
證書編號：ISO9001-2024001
有效期至：2027年12月31日
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