琼脂糖凝胶电泳法测定人血白蛋白纯度

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琼脂糖凝胶电泳法测定人血白蛋白纯度

2023-11-19 04:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

人血白蛋白(human albumin)系由健康人血浆分离纯化并经病毒灭活后制成的注射剂,临床应用广泛。白蛋白纯度是指制品中白蛋白主成分占所有蛋白成分的比例。目前国内生产厂家均采用低温乙醇沉淀法纯化白蛋白,通过调节蛋白浓度、pH、离子强度、温度与乙醇浓度等参数,最终使白蛋白分离纯化[1]。纯度是关键项目,然而,该工艺无法将理化性质与白蛋白相近的蛋白质完全去除,因此产品中不可避免存在一定量的杂蛋白[2-3],影响产品纯度这一质量属性。

《中华人民共和国药典》(简称《中国药典》)2015年版采用醋酸纤维素薄膜电泳法测定白蛋白纯度[4],国内批签发机构及生产企业均采用意大利Interlab公司全自动醋酸纤维素薄膜电泳仪测定白蛋白纯度,然而该仪器目前已停产,试剂申购及仪器维修面临很大困难,给该产品及免疫球蛋白制品的检测带来诸多不便,因此急需建立其他纯度测定方法。欧洲药典同时收载了醋酸纤维素薄膜电泳法和琼脂糖凝胶电泳法[5],但试验条件未详细说明,仅提及按照仪器生产商的指导说明进行试验。

《中国药典》2015年版附录收载琼脂糖凝胶电泳法,但规定本法适用于核酸、蛋白复合物的分离。载琼脂糖凝胶电泳法也见于临床血清蛋白的测定[6-12]。本研究参考药典附录0541第三法建立人血白蛋白琼脂糖凝胶电泳法,对国内外153批白蛋白样品进行测定,并与醋酸纤维素薄膜法进行比较。

1 仪器与试药

Epalyzer 2型全自动电泳仪及其配套的电泳试剂盒(Helana公司),包括琼脂糖预制凝胶(批号0180),染色液(0.35%酸性蓝,批号11478052)和染色液(2%醋酸溶液,批号1711251,西陇科学股份有限公司)。

人血白蛋白质控品(纯度97.2%,企业自制,按醋酸纤维素薄膜法——《中国药典》2015年版四部通则第二法标定),国内外33家企业的人血白蛋白样品,共153批。按照企业顺序依次以1~153作为样品编号。

2 方法与结果 2.1 供试品溶液制备

取人血白蛋白样品100 µL,加纯化水900 µL,稀释成蛋白浓度为2%的溶液,即得。

2.2 电泳条件

电压:240 V,时间:8 min;染色:15 min,脱色:6 min;干燥时间:6 min。

2.3 操作

取供试品溶液50 µL,依次加入样品盘内,加样完成后将样品盘置于仪器相应的位置上。电泳结束后,对电泳谱图进行扫描,分析结果数据。

2.4 系统适用性考察

取正常人质控血浆50 µL,在染色液浓度0.35%,体积800 µL的条件下考察琼脂糖凝胶电泳法分离测定血浆蛋白的性能。结果见图 1所示,血浆中各蛋白能够很好地分离,其含量在规定的区间范围内,表明该仪器能够很好地分离血浆蛋白。

图 1 正常人质控血浆琼脂糖凝胶电泳图谱 Fig.1 The agarose gel electrophoresis map of normal human control plasma 2.5 定量测定区间

将白蛋白质控品用纯化水稀释成浓度为10%、7.5%、5%、4%、3%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%的溶液,取该溶液50 µL,在染色液浓度为0.35%,体积为800 µL时照“2.2”项下条件检测。结果见表 1,蛋白浓度在1%~5%之间,纯度测定结果与质控品纯度接近。而当样品浓度为0.1%时,测定值与质控品的标示值相差较大,且RSD较大。故琼脂糖凝胶电泳法测定白蛋白纯度的定量区间为0.5%~5%,检测下限为0.1%。

表 1 Tab.1 表 1 不同供试品溶液浓度的纯度测定结果(n=4) Tab.1 Purity results of different test samples by agarose gel electrophoresis 蛋白浓度(protein concentration)/% 纯度平均值(average purity)/% RSD/% 10.0 95.1 0.17 7.5 95.6 0.10 5.0 96.5 0.26 4.0 96.6 0.55 3.0 96.6 0.79 2.5 97.2 0.38 2.0 97.1 0.21 1.5 97.6 0.66 1.0 97.5 0.32 0.5 98.0 0.28 0.1 92.7 1.3 表 1 不同供试品溶液浓度的纯度测定结果(n=4) Tab.1 Purity results of different test samples by agarose gel electrophoresis 2.6 精密度

取“2.5”项下溶液(蛋白浓度2%)50 µL,在染色液浓度为0.35%,体积为800 µL时照“2.2”项下条件检测。由2位分析员分别对同一质控品平行测定10次,结果显示,2位分析员测得的蛋白纯度均为96.5%,RSD分别为0.35%、0.23%,图谱见图 2。结果表明方法精密度良好。

图 2 人血白蛋白琼脂糖凝胶电泳图谱 Fig.2 The agarose gel electrophoresis map of human albumin 2.7 耐用性 2.7.1 上样体积

点样梳通过表面吸附作用,将白蛋白样品点至琼脂糖凝胶中,比较不同加样量对纯度测定值的影响。在染色液浓度0.35%,染色液体积800 µL条件下,通过加入不同体积“2.5”项下白蛋白质控品溶液(蛋白浓度2%)进行试验,结果见表 2,上样体积对蛋白纯度测定值有显著影响,且体积为50 µL时,RSD最小。

表 2 Tab.2 表 2 不同上样体积时蛋白纯度测定结果 Tab.2 Purity results of protein at different volumes 上样体积(sampling volumn)/µL 测定值(measured)/% 平均值(average purity)/% RSD/% 25 97.5 96.7 96.5 96.7 96.9 97.1 0.42 96.9 97.0 97.2 97.4 97.8 35 97.2 96.2 97.4 97.0 96.7 97.1 0.55 97.5 97.9 97.0 97.8 96.7 50 97.3 96.7 96.8 96.8 97.2 97.0 0.28 96.9 97.1 97.1 96.7 97.5 65 96.5 97.2 96.8 97.0 96.6 96.8 0.40 96.5 97.1 97.3 97.1 96.1 表 2 不同上样体积时蛋白纯度测定结果 Tab.2 Purity results of protein at different volumes 2.7.2 蛋白浓度微小变化对测定结果的影响

按照“2.5”项下方法分别配制蛋白浓度为1.8%、2.0%、2.2%的溶液,在染色液浓度0.35%,染色液体积800 µl条件下,测定蛋白纯度。结果见表 3。

表 3 Tab.3 表 3 不同蛋白浓度的纯度结果 Tab.3 Purity results at defferent protein concentrations 蛋白浓度(protein concentration)/% 测定值(measured)/% 平均值(average purity)/% RSD/% 1.8 98.0 97.2 97.5 97.8 98.0 97.4 0.42 96.8 96.9 97.0 97.5 97.6 2.0 97.3 96.7 96.8 96.8 97.2 97.0 0.28 96.9 97.1 97.1 96.7 97.5 2.2 98.1 98.0 97.9 97.8 97.3 97.5 0.48 97.0 97.6 97.4 97.5 96.6 表 3 不同蛋白浓度的纯度结果 Tab.3 Purity results at defferent protein concentrations 2.8 样品测定

按照“2.1”和“2.2”项下方法制备供试品溶液,并对白蛋白样品纯度进行测定,结果见表 4,蛋白纯度为94.8%~98.8%,平均值为96.7%。而采用《中国药典》2015年版四部通则醋酸纤维素薄膜法进行测定(电泳条件:电压140 V,时间20 min;染色5 min,脱色8 min;透明3 min,干燥10 min;取供试品溶液30 µL,依次加入样品盘内,加样完成后将样品盘放于仪器相应的位置上检测),结果见表 4,蛋白纯度为96.1%~99.0%,平均值为97.1%。2种方法的测定结果相近。经配对t检验统计分析,两者无统计学差异。

表 4 Tab.4 表 4 各企业白蛋白样品测定结果(%) Tab.4 Test results of albumin samples from different manufactures 序号(number) 批号(batch No.) 本法(established method) 醋酸纤维素薄膜电泳法(cellulose acetate membrane electrophoresis) 1 201707A088 96.4 98.5 2 201709A112 96.5 97.5 3 201602A019 97.4 97.2 4 201706A066 96.2 97.6 5 201711A120 97.4 97.3 6 20170512 96.4 96.7 7 20170408 96.8 97.0 8 20160822 96.1 97.3 9 20171028 96.8 97.3 10 20171236 96.8 97.0 11 20171235 97.0 97.6 12 20171131 97.1 97.8 13 20170808 98.1 97.7 14 20171011 97.5 97.5 15 201705026 96.1 97.2 16 201703009 95.4 97.3 17 201704018 96.4 97.1 18 201710060 96.6 97.2 19 201710059 96.9 96.9 20 201606023 96.3 97.1 21 201706034 96.4 96.5 22 20180103 96.2 96.9 23 20180102 94.8 97.2 24 201707030 96.1 96.8 25 201707029 96.0 96.7 26 201706020 96.3 97.0 27 201712059 96.5 96.8 28 201712058 96.4 97.4 29 20180307 97.3 97.2 30 20180206 96.3 97.6 31 201703008 96.2 97.3 32 201701004 96.3 96.9 33 201709065 96.5 97.1 34 201609082 96.6 96.3 35 201707052 97.1 97.3 36 201610072 96.4 97.3 37 201708053 97.1 96.2 38 201703027 96.4 97.2 39 201704023 96.9 98.8 40 201709063 96.0 98.0 41 201607062 96.4 98.5 42 201712084 96.4 97.8 43 201801004 96.5 97.4 44 201802018 97.2 97.5 45 201711075 97.0 97.0 46 201801001 97.0 97.4 47 201711077 96.9 97.0 48 20171037 97.3 96.1 49 20171248 97.1 97.0 50 20171247 96.9 96.6 51 20171143 96.4 96.7 52 20171037 96.3 96.2 53 20171245 96.7 96.6 54 20170825 96.7 96.9 55 20170828 97.9 97.6 56 20171139 97.6 96.4 57 201801002 98.2 99.0 58 201801001 97.9 97.8 59 20170519 96.7 96.8 60 20170622 96.7 97.5 61 201708022 97.2 97.1 62 201710028 96.4 98.4 63 201708023 96.8 97.6 64 201709026 97.0 97.2 65 201709026 96.5 97.2 66 201709025 97.2 97.6 67 201711098 96.3 96.9 68 201712108 97.0 97.4 69 201711100 96.4 97.2 70 201712104 96.9 96.1 71 201609095 95.8 97.9 72 201708080 96.4 97.2 73 201712114 96.8 97.3 74 201712104 96.8 96.8 75 20170943 96.4 96.8 76 20170736 97.0 96.7 77 20171053 97.4 96.8 78 20170945 97.3 96.9 79 20171052 97.1 96.3 80 20170101 97.0 96.1 81 20170305 96.7 96.5 82 20170527 96.9 97.1 83 20170946 97.3 96.8 84 20170105 97.4 98.4 85 20170312 97.5 98.4 86 201710A038 96.1 96.1 87 201709A037 96.6 96.4 88 201710A039 96.2 96.9 89 201709A036 96.5 96.7 90 20170716A 96.1 96.7 91 20170718A 96.0 96.6 92 20170715A 95.3 96.4 93 20170207B 96.1 97.7 94 20170734B 96.5 97.7 95 20170838B 96.5 96.8 96 20171249B 96.9 97.0 97 20171039B 96.0 96.5 98 20170735B 96.3 98.4 99 20170736B 97.0 96.6 100 20171041B 96.3 97.7 101 201708099A 96.7 97.0 102 201707093A 97.2 96.3 103 201709118A 97.9 96.5 104 201710131A 97.7 97.2 105 201709129A 97.6 97.1 106 201709120A 96.8 97.2 107 201609108A 96.2 97.6 108 201707085A 97.3 97.5 109 201709129A 97.7 97.1 110 201710131A 97.1 97.8 111 201707087A 97.0 97.2 112 201705059A 96.4 97.0 113 20170941 97.1 96.3 114 20170831 97.2 96.6 115 20170415 96.4 96.3 116 20170728 97.0 97.5 117 20171045 97.3 98.9 118 20180102 97.6 97.9 119 20171042 96.6 97.0 120 20170836 96.7 97.5 121 20171248 96.5 98.5 122 20171021 96.8 97.4 123 20171019 96.5 96.8 124 20170738 96.6 96.8 125 20170511 96.9 97.3 126 20170510 97.1 97.1 127 VNA1S144 96.5 98.3 128 VNA1S210 97.2 98.2 129 VNA1S142 P AA 97.6 97.1 130 VNA1S161 98.5 96.8 131 VNA1S071 98.8 97.5 132 VNA1S159 98.4 96.5 133 A4AFB02322 96.8 97.7 134 A1AFB02152 96.4 97.1 135 A4AFB04231 96.1 96.5 136 A4AFB04681 96.1 96.7 137 A4AFB03131 94.8 97.3 138 116010LC 96.9 97.1 139 M732A6661 96.8 97.5 140 M732A6661 96.0 96.8 141 L0144411A 96.2 97.2 142 L1644411A 96.2 96.7 143 L0044411A 96.9 96.5 144 W853506 96.3 96.1 145 W582905 96.1 96.6 146 4312101489 96.1 97.0 147 4312101431 96.0 96.9 148 4312101430 96.1 96.3 149 4312101414 96.8 97.3 150 4312101453 96.2 97.1 151 4312101516 96.7 96.8 152 4312101413 96.5 96.6 153 4312101417 96.3 97.3 平均值(mean) 96.7 97.1 表 4 各企业白蛋白样品测定结果(%) Tab.4 Test results of albumin samples from different manufactures 3 讨论 3.1 蛋白浓度的选择

验证琼脂糖凝胶电泳法时,发现蛋白浓度和染色液的量影响琼脂糖凝胶电泳的测定结果。蛋白浓度越高,相应的纯度测定值越低,原因是浓度高时,制品中的杂蛋白逐渐显示出来,因此测定值逐渐降低。然而,浓度越高,主成分白蛋白过载的现象开始凸显,因此测定浓度适宜范围为小于7.5%。《中国药典》2015年版四部通则0541第三法“琼脂糖凝胶电泳法”规定:测定蛋白纯度时,应将蛋白浓度稀释至1%~2%的浓度。考虑到浓度越稀时,杂蛋白显示效率越低,因此本文采用2%的蛋白浓度测定样品。

3.2 染色液浓度及体积的选择

另一个影响因素是染色液的量。蛋白质染色深浅对于纯度扫描结果有较大影响,染色过度,脱色液洗脱时存在较大困难,导致背景不清晰,影响结果判定;而染色不足,白蛋白中的杂蛋白又无法正常显示,影响结果的准确度。本文考察不同染色液浓度和体积对质控品测定结果的影响[13-14]。当染色液浓度为0.35%、0.67%时,染色液体积为400、800 µL时,测定结果无显著差异。然而当染色液体积为400 µL时,浓度为0.35%时,白蛋白染色不完全充分,存在空心现象;而染色液浓度为0.67%时,琼脂糖凝胶电泳膜片偶见脱色不充分现象,基于仪器说明指导及试验结果,选择染色液浓度为0.35%、染色液体积为800 µL的试验条件。

3.3 小结

本法具有操作简便,检测时间短,检测效率高,分辨率更高的特点;与醋酸纤维素薄膜法测定结果比较没有显著性差异(p > 0.05),测定结果可反映不同企业之间的产品杂蛋白数量和含量,反映各企业间产品的质量差异。



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