Maurice产品摘要

Maurice简介

通过对传统毛细管电泳技术的创新，Maurice可以对蛋白产品进行全自动分子量异质性及电荷异质性分析。您的mAb，ADC，疫苗或病毒样颗粒需要cIEF和CE-SDS数据吗?Maurice可以帮助您实现这一切。只需安装一个预装的卡盒，放入样品瓶或96孔板，然后点击开始。您将在一天内完成方法开发，并在几分钟内获得高分辨率，可重现的数据。

Maurice系列有三款型号，包括独立进行十二烷基硫酸钠毛细管电泳(CE-SDS)的Maurice S、独立进行毛细管等电聚焦(cIEF)的Maurice C，以及可切换运行上述两种功能的Maurice。

Maurice 特点

CE-SDS是蛋白类生物制品(单克隆抗体药物分子、体外诊断原料、酶制剂，重组蛋白等)分子量大小、纯度分析的手段。中国国家药典2015有明确CE-SDS方法学规定：采用十二烷基硫酸钠毛细管电泳(CE-SDS)紫外检测方法，在还原和非还原条件下，依据分子量大小，定量测定重组单抗产品的纯度。

和传统CE-SDS方法相比，Maurice S创新采用即插即用(Ready-to-go)的免组装毛细管卡盒，无需额外管路系统，方便维护，流程简化，一天可完成一类产品方法学开发，检测后5分钟完成清洁，12次运行只需6小时，比传统CE-SDS平台节省一半时间。Maurice让流程更简单，检测过程如下图所示：

Maurice C平台则可快速进行蛋白制品等电点、电荷异质性分析。类似Maurice S，Maurice C也具有流程简化、无需额外管路系统、方法开发快、可追踪实验记录等特点。类似ProteinSimple电荷异构体分析仪iCE3，Maurice在等电聚焦后也采用非迁移全柱实时成像技术，在检测流程和结果方面，与金标准iCE3 相比，Maurice C除保留相同分离度、分离时间、等电点检测范围等条件之外，还具有无需毛细管安装、日常关机维护时间节省1小时、新增加蛋白自发荧光检测模式(基于芳香族氨基酸自发荧光检测)，从而提高检测灵敏度等优势特点。

独立的Maurice S或者Maurice C系统都可以升级为双功能的Maurice系统，只需通过切换检测卡盒(如下图所示)，即可随时实现对应的功能，每个批次运行后机器会自动清洗毛细管，两功能切换间无需额外清洗毛细管、无需重启机器。每个毛细管卡盒都具有RFID无线射频识别标签，便于追踪使用针数和实验后信息记录。

Maurice系列的操作和分析软件均使用界面友好、操作简便的Compass软件(同全自动蛋白表达分析系统Wes)，根据实时采集的信号可实现在线数据观测，软件处理的数据后续可兼容第三方软件(Empower3等)进一步分析。

ICE和Maurice应用领域

1. 抗体-药物偶联物(ADC)共价修饰研究

研究报道了冻干蛋白质上发生了一种独特的化学修饰。当受到温度胁迫时，冷冻干燥的单抗(mAb)和抗体 - 药物偶联物(ADC)可以在Glu，Asp，Thr和Ser氨基酸的侧链上用缓冲液和赋形剂分子共价修饰。该反应主要通过常见缓冲液和赋形剂(例如组氨酸，三羟甲基氨基甲烷，海藻糖和蔗糖)与蛋白质的序列中的Glu和Asp羧酸盐的缩合而发生。研究还发现反应通过含有羧酸盐的缓冲液(例如柠檬酸盐)与蛋白质的序列中的Thr和Ser羟基的缩合进行。基于在单抗和ADC上观察到的共价结合物的质量，显示该反应生成水作为产物，因此有利于低水分环境，例如冻干蛋白质。研究者提出了从固态的热应激mAb和ADC的深度表征的案例研究中提取的蛋白质的共价修饰的证据。另外，还展示了常见的电荷变异分析如成像毛细管等电聚焦和质谱分析如何用于监测这一特定类别的蛋白质修饰。

参考文献：Valliere-Douglass JF, Lewis P, Salas-Solano O, Jiang S. Solid-state mAbs and ADCs subjected to heat-stress stability conditions can be covalently modified with buffer and excipient molecules. J Pharm Sci. 2015 Feb;104(2):652-65. doi: 10.1002/jps.24276. Epub 2014 Dec 2.

2. 生物制品方法开发

毛细管等电聚焦(cIEF)通常在变性条件下使用尿素进行，以暴露可能有助于总电荷的任何埋藏的蛋白质残留物。然而尿素不会使一些蛋白质完全变性，例如四聚酶Erwinia chrysanthemi L-天冬酰胺酶(ErA)，在这种情况下需要与电泳相容的替代变性剂。研究者采用烷基脲如N-乙基脲在cIEF期间作为变性剂。仅在8M尿素中的ErA的cIEF分析导致一组未分辨的峰，其等电点(pI值)在7.4至8.5的范围内。 2.0-2.2M N-乙基脲和8M尿素的组合提供了足够的ErA变性，导致主峰具有7.3的pI值和7.0的酸性物质次峰。蛋白质残留pKa值。还证明重组脱酰胺的ErA突变体迁移至与预测一致的pI值(对于一次脱酰胺，pI 7.0)。发现来自全规模制造(总峰面积的1.0-3.5%)的样品中的ErA酸性物质的定量是可再现的和线性的。在生物制药测定开发过程中应考虑使用烷基脲作为毛细管电泳中的变性剂。

参考文献：Gervais D, King D. Capillary isoelectric focusing of a difficult-to-denature tetrameric enzyme using alkylurea-urea mixtures. Anal Biochem. 2014 Nov 15;465:90-5. doi: 10.1016/j.ab.2014.08.004. Epub 2014 Aug 14.

3. 糖蛋白表征研究

毛细管电泳(CE)是一种用于表征糖蛋白的通用分析方法。研究者使用了几种不同的CE分离模式，如CE-SDS凝胶，成像毛细管等电聚焦(icIEF)和毛细管区带电泳(CZE)来研究治疗性糖蛋白产品。 应用CE-SDS凝胶来表征聚糖占据和糖基化位点的数量，icIEF用于研究由糖蛋白中的唾液酸引起的电荷异质性。 为了进一步表征糖蛋白，需要去除N-连接的聚糖，并采用CZE技术分析每个聚糖部分。文章给出了来自单克隆抗体，促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子的实例，以证明这些CE模式的实用性。 另外，本文介绍了每种CE模式的样品制备和分离条件的详细信息。

参考文献：Rustandi RR, Anderson C, Hamm M. Application of capillary electrophoresis in glycoprotein analysis. Methods Mol Biol. 2013;988:181-97. doi: 10.1007/978-1-62703-327-5_11.

4. icIEF在单克隆抗体药领域的综合评估

来自美国和瑞士的11家独立生物制药公司的12个实验室成立的国际团队，评估成像毛细管等电聚焦在单克隆抗体电荷异质性分析中的稳健性。不同的实验室使用相同的毛细管等电聚焦测定法测定代表性单克隆抗体的表观pI的相对分布。对于每个电荷异构体峰产生的表观pI数据在RSD值小于0.8%的实验室之间显示出非常好的精确度。类似地，使用不同分析人员，不同批次的两性电解质和多种仪器，不同实验室的治疗性单克隆抗体电荷异构体百分比峰面积值的RSD小于11%。这些结果验证了在生物制药工业中成像毛细管等电聚焦的使用，用以支持治疗性抗体的过程开发和监管提交。

参考文献：Salas-Solano O，et. Robustness of iCIEF methodology for the analysis of monoclonal antibodies: an interlaboratory study. J Sep Sci. 2012 Nov;35(22):3124-9. doi: 10.1002/jssc.201200633. Epub 2012 Oct 15.

5. 糖蛋白激素糖基化图谱研究

重组人促红细胞生成素(recombinant human erythropoietin，rhEPO)是一种糖蛋白激素，临床上用于治疗慢性肾病或化疗引起的贫血症。现在全球有许多rhEPO的生物仿制药陆续上市。基于rhEPO有着非常复杂的糖基化图谱，而这些糖基化修饰对其生物活性有着至关重要的影响，所以需密切监测rhEPO研发与质控，以确保其与原研药的一致性，安全性和有效性。在这篇文章中，研究者对来自11家中国和1家日本药企生产的rhEPO制剂进行了比较：体内生物活性的检测以及通过唾液酸含量的测定，CE方法(iCIEF/iCE3)检测电荷异构体分布，AEX/HILICMS方法检测O-糖谱图和N-糖谱图来探讨rhEPO生物活性与其糖基化的关系。研究者观察到这12种rhEPO的糖基化图谱中出现唾液酸O-乙酰化，N-糖上N-聚乙酰乳糖胺单元的延伸，以及多天线结构中唾液酸的分布等差异。一些样品中N-糖上出现疑似5-和6-阴离子水平的升高与rhEPO的异构体的酸性升高一致，这也可以通过体内生物学活性的略微升高来反映。除此之外，这些糖基化图谱的差异并没有对小鼠体内的生物学活性产生影响。尽管如此，随着生物仿制药的不断出现，该研究强调了监测生物制剂糖基化的重要性，从而对产品之间的差异性和异常糖基化的出现做出合理解释。

参考文献：Cowper B, Li X, Yu L, Zhou Y, Fan WH, Rao CM. Comprehensive glycan analysis of twelve recombinant human erythropoietin preparations from manufacturers in China and Japan. J Pharm Biomed Anal. 2018 May 10;153:214-220. doi: 10.1016/j.jpba.2018.02.043. Epub 2018 Feb 24.

6. 疫苗中载体蛋白滴度检测

多糖蛋白为胸腺非依赖抗原，对于成人效果好，但是对于年龄小于2岁儿童效果差。因而多糖结合疫苗设计时，会将多糖抗原和载体蛋白共价结合，成为胸腺依赖性抗原，在儿童中获取好的免疫效果。国外已批准上市的结合疫苗载体蛋白供5种：破伤风类毒素(TT)，白喉类毒素(DT)，白喉毒素无毒突变体(CRM197)，B群脑膜炎球菌外膜蛋白(OPM)和不可分型流感嗜血杆菌蛋白D(HiPD)。在细胞裂解液和纯化样本中检测载体蛋白检测载体蛋白等电点等，对于质量控制非常重要，在国家药典等权威文件中都有收录。全球疫苗生产厂家Merck发表文章，评价Maurice和Wes组合使用，定量检测疫苗中载体蛋白的等电点等。

icIEF的标准检测是280 nm处的紫外吸光度，这限制了其在高蛋白质浓度样品和非复杂样品中的应用。研究者描述了一个带荧光检测的icIEF仪器(Maurice)。证明了使用icIEF与荧光检测及定量蛋白质印迹来测量粗细胞裂解物和纯化样品中的白喉毒素突变体CRM197蛋白滴度的优势。 这两种技术有很大的潜力成为分析粗细胞裂解液或其他复杂样品类型中蛋白质滴度的标准方法。

参考文献：Loughney JW, Ha S, Rustandi RR. Quantitation of CRM197 using imaged capillary isoelectric focusing with fluorescence detection and capillary Western. Anal Biochem. 2017 Oct 1;534:19-23. doi: 10.1016/j.ab.2017.06.013. Epub 2017 Jun 27.