高通量拉曼监测单克隆抗体结构变化

单克隆抗体的生产和纯化尤其具有挑战性，抗体蛋白变性与错误折叠是生物治疗药物发生不良结构变化的重要偏差。pH、电导率、压力、光密度及单一波长紫外光谱等常用方法获取的数据有限，无法提供特定产品的浓度、杂质或翻译后修饰相关信息；HPLC 虽能分析这些内容，但受限于样品制备和分析耗时，无法实现实时分析。拉曼光谱是一种可以检测和监测蛋白质二级结构变化的技术，可以实时放行检测 (RTRT)有望提高生产效率、降低成本并提高盈利能力。

布鲁克在线拉曼光谱仪 HyperFlux™PRO Plus (HFPP)配备流通池监测随着LiCl浓度变化细胞色素C（CytC）结构变化。

图1 用 LiCl (0 M - 4.2 M) 扰动 CytC光谱区域 1530-1650 cm^-1 的同步 2D COS 图。黄色区域显示正强度相关区域，而蓝色区域显示负强度相关区域。

图1  CytC血红素骨架的Cβ-Cβ对称伸展相对应的1558 cm^-1带与1630-1648 cm^-1（血红素骨架，β片的Cα-Cm对称拉伸）和1648-1667 cm^-1（α螺旋，转弯，无序蛋白质二级结构）呈正相关。这证实了LiCl的存在对CytC高阶结构特征的扰动。

图2 1.25mg/mL CytC在缓冲液中的预处理光谱，不含LiCl（红色）、1.05M LiCl（黄色）、2.1 M LiCl。

图2显示了将LiCl加入蛋白质溶液时的1558 cm^-1血红素带。随着添加的LiCl的增加，带的减少是明显的。

图3 变性CytC稀释系列，校准范围0-1.7 mg/mL

图3显示了变性CytC的光谱，浓度从0-1.7 mg/mL增加的拉曼谱图。

图4 天然CytC稀释系列，校准范围0-1.7 mg/mL

图4显示了天然CytC的谱，浓度从0-1.7 mg/mL增加。蛋白质含量增加的拉曼信号趋势在视觉上是可识别的，在天然CytC和变性CytC之间是不同的。这进一步证实，高通量拉曼光谱可以根据高阶结构的变化很容易地区分天然和变性CytC。这意味着有可能检测和量化过程偏移，如下游生物技术DSP过程中的变性，并着眼于实时放行。