IEX-MALS - a method for protein separation and characterization

Technické články |  | Wyatt Technology | WatersInstrumentace
GPC/SEC
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Waters

Význam tématu


Ion-exchange chromatography spojená s multiúhlovým rozptylem světla (IEX-MALS) nabízí přesné určení molární hmotnosti a velikosti proteinů, jejich komplexů a peptidů v heterogenních směsích. Metoda překonává omezení běžně používaného SEC-MALS tam, kde sloupcová velikostní exkluze nedokáže rozlišit např. izoformy či varianty proteinu. Díky vysoké selektivitě separace podle povrchového náboje je IEX-MALS klíčová pro kontrolu kvality bioterapeutik, identifikaci modifikovaných forem a stanovení složení složitých vzorků.

Cíle a přehled studie / článku


Autoři představují metodiku IEX-MALS jako nástroj pro:
  • absolutní stanovení molární hmotnosti a hydrodynamického poloměru proteinů,
  • odlišení a kvantifikaci proteových oligomerů a posttranslačních modifikací,
  • charakterizaci monoklonálních protilátek (mAb) a bovinního sérového albuminu (BSA).

Použitá metodika a instrumentace


Analýzy proběhly na systému AKTA pure FPLC s UV detektorem (280 nm), miniDAWN MALS a vestavěným QELS DLS detektorem. Pro koncentraci vzorku byla použita optická detekce UV a v závislosti na profilu soli i diferenciální refraktometr Optilab dRI. Data zpracovávalo softwarové prostředí ASTRA.

Hlavní výsledky a diskuse


  • BSA – monomer, dimery a trimery se separují lineárním či stupňovitým salinickým gradientem; optimální rozlišení dimerních forem a fragmentů bylo dosaženo kombinací krokového a gradientového eluce.
  • mAb1 a mAb2 – metodou SEC-MALS se jeví jako homogenní monomery, zatímco CIEX-MALS odhaluje a separuje lehké rozdíly v poplatcích (acidické/ bazické varianty), které vykazují shodné molární hmotnosti a velmi podobné hydrodynamické poloměry.

Přínosy a praktické využití metody


IEX-MALS umožňuje:
  • přímou a absolutní charakterizaci molekulové hmotnosti bez kalibrace sloupce,
  • rozlišení izoformních a nabíjecích variant bioterapeutik,
  • analýzu vzorků, které nelze adekvátně separovat velikostní exkluzí.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • rozšíření IEX-MALS na preparativní kolony pro optimalizaci purifikačních procesů,
  • kombinace s dalšími orthogonálními technikami separace (např. afinitní chromatografií),
  • aplikace na velké biomolekuly jako IgM, virus-like particle nebo nanodisky.

Závěr


IEX-MALS představuje výkonné doplňkové řešení k SEC-MALS pro detailní analýzu proteinů a jejich variant. Díky vysoké citlivosti a selektivitě separace podle náboje je metoda vhodná pro kontrolu kvality bioterapeutik, identifikaci jemných variant a analýzu složitých biologických směsí.

Reference


  1. Wyatt P. J. Light scattering and the absolute characterization of macromolecules. Anal Chim Acta. 1993;272.
  2. Folta-Stogniew E., Williams K. R. Determination of molecular masses of proteins in solution: HPLC-SEC and laser light scattering. J Biomol Tech. 1999;10:51–63.
  3. Amartely H., Avraham O., Friedler A., Livnah O., Lebendiker M. Coupling Multi Angle Light Scattering to Ion Exchange chromatography (IEX-MALS). Sci Rep. 2018;8:6907.
  4. Khawli L. A. et al. Charge variants in IgG1. MAbs. 2010;2:613–624.
  5. Du Y. et al. Chromatographic analysis of the acidic and basic species of recombinant monoclonal antibodies. MAbs. 2012;4:578–585.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

EC-MALS for absolute biophysical characterization
High-Speed Process Monitoring with UHP-SEC-MALS
Coupling MALS with preparative ionic-exchange (pIEX) for structural biology applications
The Sun Rises Over UHP‐SEC: μDAWN for Polymer Characterization by MALS