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醫(yī)美界的熱門(mén)選手 | 膠原蛋白檢測(cè)方案介紹
膠原蛋白是一類(lèi)含有至少 20 種在遺傳學(xué)上不同類(lèi)型的分泌蛋白質(zhì)家族,,主要擔(dān)任機(jī)體的結(jié)構(gòu)支撐功能,,具有獨(dú)特的由三條多肽鏈(被稱(chēng)為 a 鏈)組成的三螺旋構(gòu)型,。從類(lèi)型來(lái)說(shuō),,可以分為Ⅰ型膠原,、Ⅱ 型膠原,、Ⅲ 型膠原、Ⅳ 型膠原等,。其中Ⅰ型和 Ⅲ 型膠原蛋白主要存在于皮膚,、肌腱、韌帶,、關(guān)節(jié)等結(jié)締組織,,是真皮層中最主要的膠原蛋白類(lèi)型,也是目前醫(yī)美領(lǐng)域應(yīng)用最多的類(lèi)型,。

從來(lái)源來(lái)區(qū)分,,膠原蛋白又可以分為動(dòng)物源(天然)膠原蛋白和重組膠原蛋白。動(dòng)物源膠原蛋白,,如牛 I 型膠原蛋白,、豬 I 型膠原蛋白等,是從動(dòng)物組織中提取,、分離及純化后得到的,。而重組膠原蛋白,通常是在細(xì)菌,、酵母或其他真核細(xì)胞中表達(dá),、提取、純化得到的,。
膠原蛋白的應(yīng)用非常廣泛,,如創(chuàng)面敷料,、止血材料、注射填充材料等,。
近幾年,,膠原蛋白廣泛的應(yīng)用在醫(yī)療器械上。國(guó)家也出臺(tái)了一系列膠原蛋白相關(guān)的法規(guī),,指導(dǎo)膠原蛋白類(lèi)醫(yī)械產(chǎn)品的注冊(cè)申報(bào)和質(zhì)量控制,,例如《重組膠原蛋白(YY/T 1849-2022)》, 《重組人源化膠原蛋白(YY/T 1888-2023)》, 《組織工程醫(yī)療器械產(chǎn)品膠原蛋白(YY/T 1805)》等。

圖 1. 安捷倫用于膠原蛋白原料和產(chǎn)品分析的主要產(chǎn)品
國(guó)家藥監(jiān)局發(fā)布的重組膠原蛋白原材料評(píng)價(jià)指導(dǎo)原則中要求對(duì)重組膠原蛋白進(jìn)行鑒別,、純度和雜質(zhì)進(jìn)行分析,,包括分子量、等電點(diǎn),、氨基酸序列等,,并對(duì)脫酰胺化、氧化,、糖基化修飾和脯氨酸羥基化等翻譯后修飾進(jìn)行充分鑒定,。安捷倫推出了針對(duì)重組膠原蛋白分析表征的工作流程,包括基于不同液相色譜分離機(jī)理(離子交換色譜,、反相色譜,、疏水相互作用色譜、SEC 分子篩等)的膠原蛋白異質(zhì)性分析工作流程,,基于毛細(xì)管電泳的工作流程,,以及基于 LC/QTOF 的完整蛋白和肽圖分析工作流程。安捷倫完整高效的工作流程配合穩(wěn)定耐用的儀器系統(tǒng)和專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支持服務(wù),,為醫(yī)療器械用戶(hù)的注冊(cè)與申報(bào)保駕護(hù)航,。
膠原蛋白材料相關(guān)雜質(zhì)是指膠原蛋白材料異質(zhì)性,如肽鏈的截短或延長(zhǎng)形式,、修飾形式(去酰胺化,、異構(gòu)體、二硫鍵錯(cuò)配,、糖基化,、磷酸化等),、聚合體,、多聚體等。不同液相色譜分離機(jī)理,,能幫助我們看到更多雜質(zhì)信息,,對(duì)膠原蛋白的純度研究更加充分。

圖 2. 不同液相色譜分離機(jī)理下同一個(gè)膠原蛋白樣品的表征
使用 Agilent 1290 Infinity 超高效液相色譜系統(tǒng)聯(lián)用 6500 系列 Q-TOF 可對(duì)膠原蛋白進(jìn)行表征分析,,搭配 Agilent MassHunter BioConfirm 軟件可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)提取,、解卷積和膠原蛋白分子量測(cè)定。
?圖 3. 安捷倫 LC/QTOF 用于膠原蛋白分子量測(cè)定的典型譜圖
重組膠原蛋白氨基酸全序列確認(rèn)和翻譯后修飾的表征分析通常利用 LC/QTOF 技術(shù)平臺(tái),采取自下而上的蛋白質(zhì)表征策略,。酶切處理后的膠原蛋白在 LC/QTOF 中進(jìn)行分離和質(zhì)譜檢測(cè),,得到各肽段混合物的色譜保留時(shí)間、MS 和 MS/MS 高分辨精確質(zhì)譜信息,,經(jīng)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的 BioConfirm 軟件處理后,,可得到膠原蛋白氨基酸序列、序列覆蓋率以及每個(gè)肽段的鑒定結(jié)果,,包括對(duì)翻譯后修飾進(jìn)行相對(duì)定量分析,。下圖展示了牛 I 型膠原蛋白中肽段 GVPGPPGAVGPAGK 上脯氨酸 P 發(fā)生羥基化修飾的相對(duì)定量結(jié)果,可以看出羥基化修飾發(fā)生在 3# 和 6# 脯氨酸上,,因此能夠產(chǎn)生 2 個(gè)修飾,,1 個(gè)修飾,0 個(gè)修飾共計(jì) 4 種情況,。

圖 4. 牛 I 型膠原蛋白特征肽段脯氨酸羥基化修飾譜圖
在《組織工程醫(yī)療器械產(chǎn)品膠原蛋白第 3 部分:基于特征多肽測(cè)定的膠原蛋白含量檢測(cè)液相色譜-質(zhì)譜法(YY/T 1805.3-2022)》中,,介紹了使用液相-三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜(LC/QQQ)進(jìn)行蛋白含量檢測(cè)的詳細(xì)方案。

圖 5. Agilent LC/QQQ 目標(biāo)蛋白定量分析工作流程
通過(guò) LC/QTOF 分析鑒定的特征肽段或者標(biāo)準(zhǔn)方法中確定的肽段,,可通過(guò)上述流程在 LC/QQQ 平臺(tái)上開(kāi)發(fā) MRM 定量分析方法,,靈敏度更高,分析時(shí)間也大大縮短,。安捷倫開(kāi)發(fā)的膠原蛋白的定量方法中,,膠原蛋白計(jì) 0.05mg/ml,約相當(dāng)于 0.05ug/ml 肽段含量,,低于 YY/T 1805.3 所要求的 0.1ug/ml 標(biāo)準(zhǔn)曲線下限,。線性范圍 0.05~100 mg/ml,R2為 0.998,,曲線準(zhǔn)確度 86.9~113.4%,。該方案靈敏度高,線性范圍廣,,滿(mǎn)足不同醫(yī)療器械產(chǎn)品中膠原蛋白含量測(cè)定的要求,。

圖 6. 安捷倫 LC/QQQ 用于膠原蛋白特征多肽定量的實(shí)際案例
安捷倫 Cytation 成像型多功能酶標(biāo)儀在經(jīng)典多功能酶標(biāo)儀的基礎(chǔ)上,整合了全自動(dòng)顯微成像系統(tǒng),,為重組膠原蛋白質(zhì)量控制分析項(xiàng)目提供了強(qiáng)大的支持,。其多功能酶標(biāo)儀檢測(cè)模塊可開(kāi)展雜質(zhì)、污染物和添加劑項(xiàng)目中的外源性殘留 DNA(熒光法),、宿主細(xì)胞蛋白質(zhì)殘留檢測(cè)(ELISA),、殘留抗生素檢測(cè)(ELISA)、促炎性污染物檢測(cè)(ELISA)等多種實(shí)驗(yàn),。同時(shí),,成像模塊能夠?yàn)樯飳W(xué)功能評(píng)價(jià)中涉及的細(xì)胞增殖,、細(xì)胞粘附性、細(xì)胞遷移提供便捷的自動(dòng)化檢測(cè)方案,,并支持 GB/T 16886.1 中規(guī)定的遺傳毒性,、致癌性以及細(xì)胞毒性等多種檢測(cè)項(xiàng)目。

圖 7. Cytation5 檢測(cè)平臺(tái)
以上是安捷倫膠原蛋白完整解決方案中的部分案例,。如需咨詢(xún)更多應(yīng)用,,請(qǐng)掃描如下二維碼登記獲取:
1. 安捷倫醫(yī)療器械整體解決方案
2. 常規(guī),、安全地進(jìn)行蛋白質(zhì)表征