采用共振質(zhì)譜測(cè)量非常小的顆粒,需要使用自身質(zhì)量很小的共振器。在馬爾文阿基米德系統(tǒng)中,MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))傳感器能滿足這一要求。每個(gè)傳感器芯片包括一個(gè)微流體網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)微小的懸臂,以一個(gè)特定的頻率發(fā)生共振。懸臂中內(nèi)置一個(gè)微流體通道。當(dāng)儀器中的流體系統(tǒng)將樣品推送經(jīng)過通道時(shí),懸臂的共振頻率會(huì)發(fā)生變化。共振頻率的變化通過激光測(cè)量,先聚焦到懸臂的頂端,然后將其發(fā)送到一個(gè)分離光電二極管探測(cè)器。
每個(gè)粒子穿過傳感器都會(huì)引起一次共振頻率的變化,從而得到對(duì)樣品中單個(gè)顆粒浮力質(zhì)量精準(zhǔn)的測(cè)量,無論這個(gè)數(shù)據(jù)是正是負(fù)。通過這樣的測(cè)量,可以計(jì)算出粒子的質(zhì)量、粒徑(等效球)以及表面積。同時(shí)也可對(duì)樣品濃度、密度、體積和多分散性進(jìn)行整體測(cè)量。
蛋白質(zhì)聚集體的定量測(cè)量
起初,蛋白質(zhì)聚集體處于二聚體水平,此后直徑一路攀升到數(shù)十微米,高于這一范圍上部的聚集體通常采用流量式顯微鏡來測(cè)量。共振質(zhì)量測(cè)量可應(yīng)用于低于流式顯微鏡測(cè)量范圍的領(lǐng)域,包括那些粒徑在亞微米至幾微米、以及不易通過其他方法評(píng)估定量評(píng)估測(cè)量的粒徑。這也是免疫原性的影響之處,以及新的監(jiān)管要求關(guān)注的地方。
圖3(a)為 4 µL配制緩沖液中,亞微米級(jí)IgG蛋白聚集體的粒度分布狀況。
使用RMM測(cè)量得出,粒徑大于300納米的聚集體濃度為每毫升4×106。因?yàn)闇y(cè)量是基于質(zhì)量的,粒度分布可以用形成每種聚集體(圖3(b))的蛋白質(zhì)分子(已知質(zhì)量的)數(shù)量來表示。圖3(c)中列出的是,提高剪切應(yīng)力一段時(shí)間后,對(duì)蛋白質(zhì)樣品的測(cè)量結(jié)果,并圖示出了在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,從300nm到1μm范圍內(nèi)聚集體的濃度在增長(zhǎng)。這種尺寸的聚集體出現(xiàn)10倍的增加,大致對(duì)應(yīng)一條聚集體級(jí)聯(lián),而亞微米聚集體的濃度與壓力下制劑質(zhì)量的不好有關(guān)。
檢測(cè)污染物
蛋白質(zhì)制劑分析中另一個(gè)流行的課題是硅油,它通常作為潤(rùn)滑劑,存在于盛制劑的注射器和容器中。硅油常常會(huì)混入制劑中,形成與聚集體大小接近的油滴。但主要問題不是生物相容性,因?yàn)楣栌偷瓮ǔ1徽J(rèn)為是安全的。更大的問題在于,在某些測(cè)量方法中,油滴會(huì)被誤認(rèn)為是蛋白聚集體,因此有可能影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。
RMM可以通過浮力測(cè)量將硅油滴與蛋白質(zhì)聚集體區(qū)分開來。例如,在圖4中,密度大于懸浮緩沖液的聚集體,是用頻率軌跡中的負(fù)峰值來表示。
硅油滴的密度一般比緩沖液的密度低,會(huì)在頻率軌跡上形成正峰值,這是因?yàn)樗鼈兊拇嬖诮档土藗鞲衅鞯恼w質(zhì)量,從而提高傳感器的共振頻率。每一組都提供了單獨(dú)的分布情況。
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