反相液相色谱对多肽的分离、纯化与制备
2018-01-29闫凤
闫凤
摘要:随着现代生物技术的发展,出现了各种多肽类药物,多肽在临床医学中有巨大的应用价值。用反相高效液相色谱(RPLC)对两种化学合成多肽-32肽和21肽进行了分离、纯化和制备,能够提高多肽的纯度。基于此,文章主要对多肽反相液相色谱法的分离、纯化与制备进行了简单的分析与研究。
关键词:多肽;反相液相;分离、纯化、制备
引言
多肽是氨基酸以肽链连接形成的化合物,其多肽在临床医学中有着较高的应用价值。在现代化生物技术的影响下,多肽化学合成技术水平也在不断提升,但是,由于多肽化学合成的产物成分比较复杂,对其混合物进行分离提纯优化就显得格外重要。只有对多肽化学产物进行分离提纯,才能提高多肽产物的纯度,保证多肽的药用价值。
1反相液相色谱法概述
反相液相色谱法是液相色谱分离模式中使用最为广泛的一种,该方法具有柱效高、分离能力强、保留机理清楚等优点,对于生物大分子、蛋白质及酶的分离分析,反相液相色谱正受到越来越多的关注。在分配色谱中,组分在色谱柱上的保留程度,取决于它们在固定相和流动相之间的分配系数,组分在固定相上的保留时间越长,固定相与流动相之间的极性差值越大。而流动相为极性,固定相为非极性的液相色谱就是反相液相色谱。
2多肽反相液相色譜实验分析
2.1实验仪器与试剂选择
第一,实验仪器。选用型号为SCL-10AVP液相色谱仪,该色谱仪包括系统控制器、LC-10ATVP色谱泵、进样阀、SPD-M10AVP二极管阵列检测器、CLASS-VP5.33色谱工作站。色谱柱为200×4mmID的不锈钢管,用匀浆法装填德国进口Nucleosil4000-7C18反相色谱填料。KQ-250型超声波清洗器、TLL-C台式冷冻离心机、E-Pure纯水器。
第二,试剂。试剂选择色谱纯乙腈、三氟乙酸(TFA)、32肽、21肽粗品。
2.2实验方法
将合成多肽粗品用含乙腈水溶液溶解后,离心,保留上清液,弃去沉淀。取一定浓度的多肽样品溶液进样至已用流动相A液[水+0.1%TFA(VV%)]平衡过的RPLC色谱上,然后进行线性梯度洗脱直至达到要求的B液浓度[乙腈+0.1%TFA(VV%)]。流动相A、B液需超声脱气后使用。收集各色谱馏分进行检测,再用100%B液洗脱10min,使残余在柱上的物质完全冲洗下来,然后再用相应浓度的A液使柱平衡,以构成一个完整的色谱过程。流速1.0mL/min,32肽的检测波长为215nm,21肽为280nm。
2.3实验结果分析
2.3.1RPLC对合成多肽的分离
以乙腈作为流动相,用RPLC对合成的32肽和21肽的粗品进行分离。图1(a)和(b)分别是32肽和21肽的RPLC色谱分离图。
图1(a)RPLC对合成32肽的色谱分离
(b)RPLC对合成21肽的色谱分离图
从图1对两种多肽的分离结果可看出,二者的组成都比较复杂。由于没有32肽和21肽的标准品进行对照,无法确认32肽和21肽的目标峰,因此必须收集主要的色谱馏分并对各色谱馏分进行定性分析,以便确定目标多肽色谱峰的位置。分别收集各色谱馏分,冷冻干燥处理后用飞行质谱对各色谱馏分的分子量进行测定(质谱图未给出)。结果表明图1(a)中的色谱峰3和图1(b)中色谱峰2的馏分的分子量分别与合成32肽和21肽的分子量完全吻合,表明图1中的色谱峰3、色谱峰2分别是32肽和21肽的目标峰。
2.3.2RPLC对多肽的制备
第一,梯度方式。从图1看出32肽和21肽的组分都较复杂,需要选择合适的色谱条件对其进行最优化分离,这样才能用最少的分离步骤和最短的时间得到合格的产品。由于32肽与杂质组分的性质非常相似,虽然选择不同的梯度方式,用RPLC对32肽的分离效果还是得不到改善。而从图1(b)可看出,只要选择适当的色谱条件,就可使21肽的目标峰(峰2)与杂质峰得到分离,因此对其梯度方式进行了选择。
第二,进样量。由于没有制备型的反相色谱柱,所以我们用分析型的反相色谱柱通过多次收集样品组分制备多肽。只要在保证柱子对样品的基本分离效果的前提下,尽可能多的进样,就可一次制备更多的样品,从而缩短制备时间,故应对进样量进行选择。32肽和21肽的进样量分别为1.0mg、2.5mg、3.0mg、3.5mg和5.0mg。当进样量大于5.0mg时,分离效果逐渐变差,因此,32肽和21肽制备时的进样量为5.0mg。通过多次分离纯化,对32肽和21肽的目标峰进行了大量的收集,然后将所收集的样品进行冻干,除去水和有机溶剂。
2.3.3纯度分析
用RPLC对32肽和21肽冻干样品的纯度进行分析检测,分离后21肽的纯度为98.6%,达到了产品纯度95%的要求,而32肽的纯度只有80%左右,达不到95%的纯度要求,因此需要对其进行二次纯化和制备。32肽经RPLC分离纯化后,其纯度仅有80%左右,还含有较多杂质,因此需对其进行二次纯化和制备。为了更好地分离纯化32肽,必须对其分离条件再次进行优化。
首先,对其分离梯度模式进行选择,分别选用了5种线性梯度,线性梯度模式分别为:10%→60%B,30min线性;20%→60%B,30min线性;30%→60%B,30min线性;20%→40%B,30min线性;25%→35%B,30min线性。图2给出了3种梯度模式下32肽的RPLC色谱分离图。
图2 不同线性梯度下32肽冻干样品的RPLC色谱分离
从图2可看出,用梯度e可使32肽与杂质进行有效分离,因此选用梯度e对32肽进行二次分离纯化。优化色谱分离条件后,通过对32肽的目标峰进行大量的收集,对32肽进行二次制备。当32肽冻干样品的进样量超过5.0mg时,样品的分离度大大下降,因此进样量选择5.0mg。优化色谱分离条件后,通过对32肽的目标峰进行大量的收集,对32肽进行二次制备。其色谱图如下所示:
图3二次制备的32肽的RPLC色谱分离
收集的样品进行冻干处理,并用RPLC对32肽的纯度进行色谱分析,经计算其纯度达到96.4%。经计算其纯度达到96.4%,通过36次的分离纯化,共制备得到高纯度的32肽100mg。
结束语
总而言之,通过对多肽的制备、分离、纯化的实验可以发现,在多肽制备过程中,其纯度并不能完全达到标准要求,这就需要对其进行二次提纯指标。对此,相关技术人员应注重多肽分离、纯化技术的研究,为多肽的应用奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]贾有梅,蔡剑锋,辛华夏,等.亲水/反相二维制备液相色谱法分离纯化络石藤中的化学成分[J].色谱,2017,35(6):650-655.
[2]陈立.机体保护肽的固相合成、分离纯化及制备研究[D].西北大学,2006.