陸 旋
(浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院應用工程系,浙江 杭州 310018)
隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了各種多肽類藥物,多肽在臨床醫(yī)學中有巨大的應用價值。自從發(fā)明固相法化學合成多肽以來,有關(guān)各種活性多肽的化學合成有了很大發(fā)展[1]。多肽是由蛋白質(zhì)中20 種氨基酸以不同組成和排列方式通過肽鍵(也稱酰胺鍵)相互連接形成的化合物的總稱[2]。本實驗所用為較為復雜的12 肽。從現(xiàn)代分離科學理論得出,色譜和電泳是目前所知的分離效果最佳的兩種方法。電泳僅能用于分離而不能用于多肽的制備[3]。本實驗所用為反相高效液相色譜法。反相高效液相色譜(RP-HPLC)是利用非極性的反相介質(zhì)為固定相,極性有機溶劑或其水溶液作為流動相,根據(jù)溶質(zhì)疏水性的差別進行分離純化的洗脫色譜法[4]。RP-HPLC 主要用于分子量低于5000 的多肽的分離純化,因其具有分離效果好、分辨率高、重復性好、分析速度快等優(yōu)點。因此,RP-HPLC 是目前分離純化和制備多肽的主要手段[5]。本文擬用RP-HPLC 對化學合成的堿性疏水12 肽進行分離、純化和制備。
1.1.1 多肽
合成的堿性疏水12 肽粗品由杭州中肽生化有限公司提供。其氨基酸序列如下所示:堿性疏水12 肽:Ala-Ala-Arg-Lys-Ser-Ala-Pro-Ala-Thr-Gly-Gly-Lys(Biotion)。
1.1.2 試劑
制備級色譜乙腈;分析級色譜乙腈;三氟乙酸(TFA)(美國Sigma 公司);純化水(哇哈哈有限公司桶裝20 L);流動相A 液[水+0.1% TFA(V/V/%)];流動相B 液[乙腈+0.1%TFA(V/V/%)]。
儀器:三角瓶、離心管、液氮瓶、攪拌棒、廢液瓶、藥匙。
設(shè)備:瓦里安HPLC 高效液相色譜儀(長春博盛量子科技有限公司)、GLP-ID 25.4×450 mm C18100A 10um 制備色譜柱(成都格萊精密儀器有限公司)、Luna 5u C18(2)150×4.60 mm 5 micron 分析色譜柱(成都格萊精密儀器有限公司)、KH-300型超聲波清洗器(昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司)、SHZ-D(III)循環(huán)水式真空泵(鞏義市予華儀器有限公司)、FA20043 萬分之一電子天平(上海越平科學儀器有限公司)、TWT2003H 千分之一天平(杭州萬泰天華儀器有限公司)、冷凍干燥機FD-1A-50(北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司)、GPDG-25 進口凍干機、HEWLETT SERIES// PACKARD 1090 Liquid Chromatograph。
1.3.1 多肽溶解
將裝在離心管里的堿性疏水12 肽固體用藥匙取適量放于燒杯中,碾成粉末,加入乙腈和水(7:3),將燒杯放于超聲波儀器中進行攪拌溶解,直至溶液變得澄清透明。將溶解完的液體用循環(huán)水式真空泵過濾,收集并備用。
1.3.2 儀器處理準備
以100%流動相A 液沖洗RPLC 色譜柱8 min,然后進行線性梯度洗脫直至達到要求的B 液濃度[乙腈+0.1% TFA(V/V/%)]。
1.3.3 上樣
將B 泵放入溶解完的多肽中,設(shè)置A、B 泵流速為各50%進行上樣,上樣中要多次少量的加溶劑使多肽完全進入儀器中,上完樣停泵,設(shè)置合適的梯度進行走樣。本實驗分別對梯度方式,進樣量進行條件優(yōu)化,比較分析所得結(jié)果。
1.3.3.1 梯度方式的優(yōu)化實驗
以堿性疏水12 肽作為粗品,在其他實驗條件不變的情況下,選擇不同的梯度方式,進行單因素試驗,以尋找出在純化過程中最合適的線性梯度。線性梯度模式見表1。
1.3.3.2 進樣量
以堿性疏水12 肽作為粗品,在其他實驗條件不變的情況下,選擇不同的進樣量,進行單因素試驗,以尋找出在純化過程中最合適的進樣量,使最后的收集量最大化。進樣量改變見表2。
表2 不同進樣量
1.3.4 樣品的收集
根據(jù)峰型收集各色譜餾分,保留并進行檢測。
1.3.5 儀器處理
收集完樣品后,用100 % B 液洗脫10 min,使殘余在柱上的物質(zhì)完全沖洗下來,然后再用相應濃度的A 液平衡色譜柱,以構(gòu)成一個完整的色譜過程。流速1.0 mL/min,堿性疏水12 肽的檢測波長為220 nm。
以乙腈作為流動相,用RP-HPLC 對堿性疏水12 肽的粗品進行分析。圖1 為堿性疏水12 肽粗品的分析圖。
由圖1 可見,圖中出現(xiàn)了明顯的5 個峰,目標峰為11.004 時出現(xiàn)的峰,峰的吸收不高,有很多雜峰,證明粗品的純度低,由圖可知,純度只有57.4%。粗品主峰附近有小峰,較難分離。
圖1 堿性疏水12 肽粗品的分析檢測圖
圖2 30%→60%B 梯度RP-HPLC 色譜分離圖
圖2 為30%→60%B 梯度下的色譜分離圖,由圖可知目標峰為色譜峰8,即含有所要收集的樣品,各小峰為分離出來的雜質(zhì),色譜峰9、10、11為洗脫出來的無效峰,保留色譜峰8,用于檢測。
圖3 色譜峰8 的分析檢測圖
圖4 20%→40%B 梯度的RP-HPLC 色譜分離圖
圖3 為色譜峰8 的分析檢測圖,由圖中可見在30%→60%B 梯度下收集的目標峰檢測結(jié)果為79.77%,純度與粗品相比有所提高,但效果不明顯。
由圖4 可見,在20%→40%B 梯度下的色譜分離圖,由圖可知目標峰為色譜峰3,即含有所要收集的樣品,各小峰為分離出來的雜質(zhì),保留色譜峰3,用于檢測。
圖5 色譜峰3 的分析檢測圖
圖5 為色譜峰3 的分析檢測圖,由圖中可見在20%→40%B 梯度下收集的目標峰檢測結(jié)果為82.09%,純度與粗品相比大有提高,與30%→60%B 梯度下收集的目標峰檢測相比也有所提高,但未達到目標要求95%的純度。
圖6 25%→35%B 梯度的RP-HPLC 色譜分離圖
圖6 為25%→35%B 梯度下的色譜分離圖,由圖可知目標峰為色譜峰3,即含有所要收集的樣品,各小峰為分離出來的雜質(zhì),保留色譜峰3,用于檢測。
圖7 色譜峰3 的分析檢測圖
圖7 為色譜峰3 的分析檢測圖,由圖中可見在25%→35%B 梯度下收集的目標峰檢測結(jié)果為96.62%,純度與粗品相比大有提高,與30%→60%B 和20%→40%B 梯度下收集的目標峰檢測相比也大有提高,且純度超過所要求純度95%。
2.3 改變進樣量對堿性疏水肽分離純化后成品效率的結(jié)果
由表3 可見進樣量80 mg 到150 mg 逐漸增加的過程中,其純化后成品的效率也不斷提升,當進樣量超過150 mg 達到160 mg 時,其純化后成品的效率反而降低,在進樣的過程中,應選用150 mg。
表3 不同進樣量的效率
本文主要從純化過程中的進樣量以及梯度方式兩個方面對堿性疏水12 肽的反相高效液相色譜進行條件優(yōu)化,最后選擇線性梯度為25%→35%B,以150 mg 為進樣量,作為最佳純化條件。在該優(yōu)化條件下,可收集目標峰檢測純度為96.62%的堿性疏水12 肽,此結(jié)果不僅達到目標要求,而且成品收集效率可高達80%。
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