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核药研发中的 SEC 分析 | 飞诺美色谱柱赋能精准药物开发
在核医学与靶向治疗领域，抗体偶联药物（ADC）、放射性标记抗体等复杂生物制剂的开发高度依赖精准的尺寸排阻色谱（SEC）分析。这类药物的分子量分布、聚合体控制及稳定性评估直接关系其疗效与安全性，而 SEC 技术凭借其非破坏性、高分辨率的特性，成为研发过程中的工具。
作为全球色谱技术的品牌，Phenomenex 的 SEC 色谱柱在多篇核药研究文献中展现了性能。以下结合三篇代表性研究，解析 SEC 分析在核药研发中的关键作用，并揭示 Phenomenex 产品如何贯穿药物开发全流程。
文献案例：Hainsworth, J. E. S., Harrison, P., & Mather, S. J. (2006). Novel preparation and characterization of a trastuzumab–streptavidin conjugate for pre-targeted radionuclide therapy. Nuclear Medicine Communications, 27(5), 461–471.
研究背景：曲妥珠单抗（trastuzumab）与链霉亲和素（streptavidin）的偶联物是预靶向放射治疗的核心载体，但其偶联过程易产生多聚体或未反应杂质，需精准控制偶联和纯化工艺。
SEC 应用：
偶联效率优化：研究对比了磷酸盐缓冲液（PBS）与三乙醇胺缓冲液（TSMZ）对偶联反应的影响。通过 Phenomenex BioSep-SEC-S3000 色谱柱分析发现（图一），在磷酸盐缓冲盐水（PBS）和 TSMZ 缓冲液溶液中，以 1:2 的抗体与链霉亲和素比例进行偶联反应，使用 TSMZ 时产率要高得多（40% vs. PBS的8%）。以 2:1 的抗体与链霉亲和素比例进行偶联可以减少多聚体生成。
图一
纯化验证：曲妥珠单抗-链霉亲和素偶联产物经凝胶过滤纯化后，与未偶联抗体分别进样 BioSep-SEC-S3000 进行分析。图二显示偶联物的保留时间比未偶联抗体早几分钟，峰形对称且没有较早洗脱的杂质，这表明偶联产物的纯度很高。使用已知分子量的蛋白质标准品对尺寸排阻色谱柱进行校准，发现在 44 -670kDa 范围内，保留时间（RT）与 log10 分子量的关系呈线性，其方程为 log (MWt) = (RT - 37.8)/ -4.32。由于该偶联物的洗脱保留时间为 14.6 分钟，计算得出其分子量为 238kDa，这与一分子曲妥珠单抗（185kDa）和一分子链霉亲和素（50kDa）的总分子量 235kDa 非常吻合。SEC 的结果验证了工艺的稳定性。
图二
文献案例：Bhise, A., Park, H., Rajkumar, S., Lee, K., Cho, S. H., Lim, J. E., Kim, J. Y., Lee, K. C., Yoon, Y.-R., & Yoo, J. (2023). Optimizing and determining the click chemistry mediated Cu-64 radiolabeling and physicochemical characteristics of trastuzumab conjugates. Biochemical and Biophysical Research Communications, 638, 28–35.
研究背景：点击化学（如 TCO-Tz 反应）虽能高效标记抗体，但标记位点数量、抗体电荷变化及放射性核素稳定性需严格监控。
SEC 应用：
条件筛选：监测不同 TCO 投料比（3–15 eq.）对抗体偶联物 Zeta 电荷的影响（电位从 +11.6 mV 降至 +5.1 mV），并通过 Phenomenex BioSep-SEC-S3000 色谱柱分析聚集体含量（图三），找到相对适合的偶联条件。在研究偶联物摩尔比和用量对点击化学介导的放射性标记影响时，提高当量会增加聚集体形成的风险，干扰点击反应的正常进行，进而降低放射化学产率，所以 SEC 的结果能够帮助优化最佳标记条件（表一）。
图三
表一
文献案例：Tinianow, J. N., Gill, H. S., Ogasawara, A., Flores, J. E., Vanderbilt, A. N., Luis, E., Vandlen, R., Darwish, M., Junutula, J. R., Williams, S.-P., & Marik, J. (2010). Site-specifically 89Zr-labeled monoclonal antibodies for ImmunoPET. Nuclear Medicine and Biology, 37(3), 289–297.
研究背景：通过基因工程在抗体特定位置引入半胱氨酸，实现放射性核素 89Zr 的定点标记，避免传统随机标记导致的活性损失。
SEC 应用：
使用 Phenomenex BioSep-SEC-S3000 分析了纯化后的 89Zr-Df- 硫代曲妥珠单抗偶联物，平均产物纯度超过 93%。同时对偶联物体外血清稳定性进行检测，通过 SEC 结果观察到有高分子量物质缓慢形成，推测这些高分子量物质为聚集体。
从更多核药的相关文献中我们可以发现，SEC 分析能够赋能工艺开发，质量控制，转化医学等多个环节。其中，稳健耐用的 BioSep-SEC-S3000 加上 pH 7.4 PBS 流动相组合被多篇研究采用。
当然，随着技术的革新，我们推出了更适合核药等生物大分子的 Biozen 惰性色谱柱系列。常规不锈钢色谱柱可能会出现热样分解的情况，Biozen 钛合金的柱硬件能很好的避免这种情况。除了 SEC，Biozen 系列还有 C18, C4, C8 等多种不同的填料，能够多维度匹配核药表征和检测的需求，最终赋能精准药物的开发。
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