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采用共振质谱测量非常小的颗粒,需要使用自身质量很小的共振器。在马尔文阿基米德系统中,MEMS(微机电系统)传感器能满足这一要求。每个传感器芯片包括一个微流体网络和一个微小的悬臂,以一个特定的频率发生共振。悬臂中内置一个微流体通道。当仪器中的流体系统将样品推送经过通道时,悬臂的共振频率会发生变化。共振频率的变化通过激光测量,先聚焦到悬臂的顶端,然后将其发送到一个分离光电二极管探测器。
每个粒子穿过传感器都会引起一次共振频率的变化,从而得到对样品中单个颗粒浮力质量精准的测量,无论这个数据是正是负。通过这样的测量,可以计算出粒子的质量、粒径(等效球)以及表面积。同时也可对样品浓度、密度、体积和多分散性进行整体测量。
蛋白质聚集体的定量测量
起初,蛋白质聚集体处于二聚体水平,此后直径一路攀升到数十微米,高于这一范围上部的聚集体通常采用流量式显微镜来测量。共振质量测量可应用于低于流式显微镜测量范围的领域,包括那些粒径在亚微米至几微米、以及不易通过其他方法评估定量评估测量的粒径。这也是免疫原性的影响之处,以及新的监管要求关注的地方。
图3(a)为 4 µL配制缓冲液中,亚微米级IgG蛋白聚集体的粒度分布状况。
使用RMM测量得出,粒径大于300纳米的聚集体浓度为每毫升4×106。因为测量是基于质量的,粒度分布可以用形成每种聚集体(图3(b))的蛋白质分子(已知质量的)数量来表示。图3(c)中列出的是,提高剪切应力一段时间后,对蛋白质样品的测量结果,并图示出了在整个实验过程中,从300nm到1μm范围内聚集体的浓度在增长。这种尺寸的聚集体出现10倍的增加,大致对应一条聚集体级联,而亚微米聚集体的浓度与压力下制剂质量的不好有关。
检测污染物
蛋白质制剂分析中另一个流行的课题是硅油,它通常作为润滑剂,存在于盛制剂的注射器和容器中。硅油常常会混入制剂中,形成与聚集体大小接近的油滴。但主要问题不是生物相容性,因为硅油滴通常被认为是安全的。更大的问题在于,在某些测量方法中,油滴会被误认为是蛋白聚集体,因此有可能影响结果的准确性。
RMM可以通过浮力测量将硅油滴与蛋白质聚集体区分开来。例如,在图4中,密度大于悬浮缓冲液的聚集体,是用频率轨迹中的负峰值来表示。
硅油滴的密度一般比缓冲液的密度低,会在频率轨迹上形成正峰值,这是因为它们的存在降低了传感器的整体质量,从而提高传感器的共振频率。每一组都提供了单独的分布情况。
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