浅析 SEC-MALS 检测分子量及分子量分布应用

浅析 SEC-MALS 检测分子量及分子量分布应用

SEC-MALS（尺寸排阻色谱与多角度光散射联用技术）是一种先进的分子量检测技术，在生物制药和材料科学领域有着广泛的应用。本文将详细介绍SEC-MALS的原理及其在多种药物和生物制品检测中的具体应用案例。

SEC-MALS仪器简介及检测分子量及分子量分布原理

SEC-MALS全称为18角度激光光散射凝胶色谱系统，是利用尺寸排阻色谱与多角度光散射联用技术。通过SEC (Size Exclusion Chromatography体积排阻色谱)分离后的各组分进入多角光散射检测器(MALS)，激光照射到分析物时会发生光的散射，MALS 通过多个角度同时测定散射光的强度，散射光强度正比于摩尔质量、浓度、折光指数增量的平方（参照图1），从而直接计算出分析物的绝对分子量及分子量分布信息，与其他分子量检测仪器设备（如 GPC、LC-MS 等）相比，具有准确度高、无需使用标准蛋白、不依赖洗脱保留时间和直接准确测定蛋白绝对分子量的特点，可满足整个药物研发，工艺与过程开发，产品质量控制等环节的检测需求。

图 1 SEC-MALS 检测原理

SEC-MALS的相关应用及案例分享

SEC-MALS 仪器可用于表征多种药物或辅料、高分子聚合物的分子量及分子量分布，包括多肽、抗体、融合蛋白、AAV、羟乙基淀粉、聚乙二醇、多糖及蛋白琥珀酸铁等，SEC-MALS 可提供的参数包括但不限于聚合物的重均分子量 Mw、数均分子量 Mn、Z 均分子量 Mz、峰分子量 Mp 以及分子量分布（Mw/Mn）。

案例1 赫赛汀单抗SEC-MALS检测重均分子量及聚体分析

抗肿瘤药曲妥珠单抗（Herceptin)是一种靶向 HER2 蛋白（由ERBB2编码）的单克隆抗体，已获得 FDA 批准，作为 Her2 阳性胃癌的一线治疗药物，配合其它化疗药物共同使用。作为蛋白类药物，在产品发酵、纯化、制剂、储存、甚至给药过程中，蛋白质聚集的现象广泛存在，形成的聚体可能导致蛋白丧失活性、增加免疫原性，严重影响蛋白的质量指标和生产应用，因此蛋白类药物聚体研究为产品的关键质量属性。

图1. Herceptin单抗SEC-MALS检测谱图

图 2. 三批次样本分子量分布叠加对比图

案例2 S蛋白SEC-MALS检测重均分子量及聚体分析

S蛋白是新冠病毒研究中最重要的靶标，在病毒表面以同源三聚体形式存在，其构象形式很不稳定，会自发出现构象改变，可通过 SEC-MALS 检测 S 蛋白的重均分子量及聚集状态。

图 3. S 蛋白 SEC-MALS 检测谱图

案例3 羟乙基淀粉血浆基质样本分子量及分子量分布检测

羟乙基淀粉（Hyroxyethyl Starch, HES）是一种非离子型淀粉改性产物。目前，被认为是最为良好的血浆代用品，在医学领域常作为失血性休克的治疗和血液的稀释剂等以维持血液胶体渗透压作用。因其独有的特性及功能，近年来，羟乙基淀粉再次成为人们关注的焦点。宏韧生物制品分析平台检测了不同浓度的羟乙基淀粉血浆基质样本重均分子量与分子量分布，结果显示不同浓度的羟乙基淀粉血浆基质样本，分子量及分子量分布基本一致。

图 4. 羟乙基淀粉血浆样本 SEC-MALS 检测谱图

案例4 多糖类样本分子量及分子量分布检测

猴头菇的主要活性成分是多糖，可通过参与机体细胞免疫反应进行免疫调节,提高机体免疫活性,发挥抗肿瘤作用。猴头菇浸膏中糖类物质主要以多糖、糖蛋白、糖苷的形式存在，多糖是由葡萄糖、半乳糖、甘露糖组成，其中大部分是以葡萄糖为主，由 β（1→3）键连接的主链和 β（1→6）键连接的支链构成的葡聚糖。猴头菌浸膏经多糖提取后，对浸膏多糖组分分析检测，由于猴头菌浸膏多糖重均分子量比较大，用传统的 GPC 进行检测时，无合适的多糖标准品进行分子量校正，推荐使用 SEC-MALS 检测多糖样本重均分子量及分子量分布。

图 5. 猴头菌浸膏多糖 SEC-MALS 检测谱图