2. 昆山博青生物科技有限公司,昆山 215316
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金黄色葡萄球菌是临床最常见的化脓性球菌,是医院交叉感染的主要来源[1-3]。金葡菌感染能诱发多种疾病,且容易引发大规模爆发性感染,尤其是耐甲氧西林金葡菌(MRSA)的多药耐药性和交叉耐药性给临床治疗带来极大的困难[4-11]。目前,以万古霉素为代表的糖肽类抗生素是治疗MRSA感染的首选用药。但是,近年来,由于万古霉素的应用增加,陆续发现对万古霉素中介和耐药的金葡菌(VISA和VRSA)[12-14]。因此,迫切需要开发与传统抗生素作用模式不同的新型抗菌药物。
溶葡萄球菌酶(lysostaphin,Lysn)是一种含Zn2+的金属蛋白酶,具有肽链内切酶活性[15],能特异性地水解金葡菌细胞壁肽聚糖交联结构甘氨酸五肽桥,从而产生破壁溶菌作用,具有极强的抗金葡菌活性[16-18]。体外条件下rLysn清除金葡菌的作用非常快,在≥MIC水平(约0.03-0.125 µg/mL),对受试菌通常30 min 内可杀灭90%以上,2-4 h可杀灭99.9%以上[19]。对MRSA也有同样显著的体外抗菌效果,并且优于糖肽类抗生素万古霉素[20-22]。Lysn对金葡菌具有的快速溶菌作用,使得其成为国内外研发抗耐药金葡菌感染的热点[23-25]。目前国内已经将重组溶葡萄球菌酶(recombinant lysostaphin,rLysn)研制成药用制剂,用于治疗皮肤创面金葡菌感染。
对rLysn成品中的蛋白含量测定,可以控制和评价rLysn成品的质量。由于rLysn在制剂制备过程中加入了人血白蛋白作为保护剂,常规的蛋白含量测定方法不适合成品中蛋白含量的测定。目前采用的C18柱反相高效液相色谱法测定rLysn成品蛋白质含量[26],但该法的分离效果不好,且洗脱程序复杂。本实验采用体积排阻高效液相色谱法(size exclusion-high performance liquid chromatography,SE-HPLC),测定rLysn成品中的蛋白含量,旨在高效分离rLysn和人血白蛋白,并简化实验流程,为提高rLysn成品质量标准奠定基础。
1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 样品和标准品rLysn理化对照品(蛋白含量为619 µg/支,批号:20120202)、rLysn成品(400 U/支,批号:20120801)、不含rLysn的空白制剂(安慰剂,批号:20120802),上海高科联合生物技术研发有限公司制备。
1.1.2 主要试剂及仪器Agilent 1260 HPLC色谱仪,美国Agilent公司;色谱柱:TSK gel 2000SWXL(7.8 mm×30 cm,5 µm),日本Tosoh公司;NaCl,Na2HPO4·12H2O,NaH2PO4,分析纯,国药集团。
1.1.3 色谱条件色谱柱:TSK gel 2000SWXL(7.8 mm×30 cm,5 µm);流动相:20 mmol/L磷酸缓冲液(pH7.0)含0.3 mol/L NaCl;流速:0.5 mL/min;柱温:25℃;检测波长:280 nm。
1.2 方法 1.2.1 溶液的制备 1.2.1.1 对照品溶液将rLysn理化对照品用超纯水溶解并稀释制成1 mg/mL和1.6 mg/mL的溶液。
1.2.1.2 供试品溶液取rLysn成品1支,用1 mL超纯水溶解。
1.2.2 方法的验证 1.2.2.1 线性分析取1 mg/mL理化对照品溶液,分别进样2、4、8、16和32 µL,按此进样量各重复进样2次,以进样量(µg)为横坐标,样品峰面积(S)为纵坐标,绘制标准曲线,进行线性回归,计算相关系数(r2)。
1.2.2.2 准确性验证取1.6 mg/mL理化对照品溶液将空白制剂和rLysn成品溶解并稀释至理化对照品加标终浓度分别为0、0.2、0.4和0.8 mg/mL,每一浓度上样20 µL。计算加标回收率。按照上述方法重复测定3次。
1.2.2.3 精密度验证用浓度为1 mg/mL的理化对照品溶液,采用体积法进样,分别进样4、8和16 µL,得到低、中、高3种进样量(4、8和16 µg)的峰面积。每一种进样量在不同工作日分别测定一次,计算每一种进样量的峰面积的均值、标准差和RSD。
1.2.3 稳定性取同一份供试品溶液,每次上样20 µL,每小时进样1次,共6次,计算rLysn峰面积和RSD。
1.2.4 重复性取同一批供试品溶液6份,分别进样1次,每次上样20 µL,计算rLysn峰面积和RSD。
2 结果 2.1 SE-HPLC色谱分析rLysn理化对照品及rLysn成品的SE-HPLC色谱图( 图 1 )显示,rLysn和人血白蛋白的分离度大于2.5,表明本色谱方法能够满足成品中各组分达到基线分离。
2.2 方法的验证 2.2.1 线性范围经5次进样,计算峰面积,结果见下表 1 ,得到的回归方程和相关系数分别为y=185.93x-2.0042,r2=1;y=189.46x-17.138,r2=1;y=188.49x-6.9125,r2=1。结果表明,rLysn在2-32 µg范围内与峰面积成良好的线性关系(注:后续数据均由回归方程Y=189.46x-17.138,r2=1得出)。
2.2.2 准确性空白制剂加标回收率结果见表 2,3 种浓度的加标回收率在101.6%、103.8%和103.5%,平均回收率为102.9%,表明该测定方法准确性高。成品加标回收率结果见表 3,3 种浓度的加标回收率分别为105.8%、98.7%和101.8%,平均回收率为102.1%,进一步表明该测定方法准确性高。
2.2.3 精密度3种不同上样量的rLysn理化对照品,分别于不同试验日进行精密度试验。数据取自3次标准曲线实验结果( 表 4 ),RSD<1%,表明该方法精密度高。
2.2.4 稳定性取同一份供试品溶液,每小时进样1次,共6次,结果见表 4 ,RSD为0.98%,表明样品溶解后在6 h内稳定性良好。
2.2.5 重复性取同一批供试品溶液6份,分别进样1次,共6次,结果见表 4 ,RSD为1.71%,表明该方法重复性良好。
3 讨论rLysn对金葡菌具有良好的体外抗菌活性,且对甲氧西林敏感的金葡菌(MSSA)和MRSA有同样显著的抗菌效果。rLysn药用制剂,能有效治疗金葡菌感染,且不易产生耐药性[27]。对rLysn制剂中主药蛋白即rLysn含量进行测定,能有效控制和评价制剂的质量。
由于rLysn冻干粉制剂中含有人血白蛋白,为了确定成品中rLysn的蛋白质含量,需要选用一种合适的方法,能够将rLysn与人血白蛋白有效分离,同时又能定量测定rLysn的蛋白质含量。根据两者分子量大小差异,采用体积排阻高效液相色谱法,将成品中的rLysn与其它作为保护剂的蛋白成分按照分子量大小进行分离。由于选择体积排阻高效液相法,洗脱程序变得简化,我们选择含氯化钠的磷酸缓冲液作为流动相。该方法在一定条件下,可以将rLysn和人血白蛋白有效分离,在2-32 µg上样量范围内,rLysn理化对照品上样量和峰面积之间呈现良好的线性关系,相关系数r2=1。因此,可以制备标准曲线,根据成品中rLysn的峰面积计算出成品中rLysn的蛋白质含量。
与RP-HPLC法相比,SE-HPLC法能更好的分离rLysn和人血白蛋白,该法的线性范围2-32 µg比RP-HPLC法的5-30 µg范围更宽,准确性比RP-HPLC法更好,精密度(RSD<1%)远高于RP-HPLC法(RSD在3%-6%),且稳定性良好。在rLysn成品蛋白质含量测定上,SE-HPLC比RP-HPLC更加简便、准确,更适合用于rLysn成品蛋白质含量测定。
4 结论本实验建立了一种测定rLysn成品蛋白质含量的SE-HPLC法,该方法简便、准确、重复性好。在该方法确定的测定条件下,可以将rLysn和人血白蛋白有效分离,并且以rLysn理化对照品作对照,在一定上样量范围内,可以对样品中的rLysn进行准确定量。该方法可用于rLysn成品蛋白质含量的测定,从而更好的控制和评价该制剂的质量。
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