モノクローナル抗体の特性

抗体は、細菌、ウイルス、その他の血液中の異物に対する身体の自然な防御機能です。抗体はその特異性と独特の抗原決定基への親和性から、医薬品の有効成分として日常的に使用されており、その例として、性感染症や癌の治療薬、骨髄移植や臓器移植のための抗拒絶反応製剤などがあります。抗体はタンパク質であるため、溶液条件が乱れると凝集しやすくなります。光散乱は少量の凝集体に敏感であるため、抗体製剤の特性評価に最適です。

図1：マルバーン・パナリティカルのゼータサイザーで測定したモノクローナル抗体フラグメントの散乱強度基準による粒子径分布

マルバーン・パナリティカルのゼータサイザーは、動的光散乱、静的光散乱、電気泳動光散乱の各技術を1台の装置に統合し、タンパク質サンプルのサイズ、質量、電荷による特性評価を可能にします。図1は、マルバーン・パナリティカルのゼータサイザーで測定した、モノクローナル抗体フラグメントを含むサンプルのサイズの分布を示しています。この図から明らかなように、抗体フラグメントは現在の溶液条件とサンプル濃度では凝集しておらず、サイズ分布はZavg径5.1nmの単一粒子群であることを示しています。

ゼータ電位は粒子の電荷を代表するもので、製剤の安定性をモニターするために使用されるもう一つの一般的な特性です。一般的な経験則では、測定されたゼータ電位が±20mVの範囲外であれば、粒子製剤はより安定しています。モノクローナル抗体フラグメントのゼータ分布を図2に示すが、これは単一粒子分布を示し、ゼータ電位は-7.6mVです。現在の溶液条件でのゼータ電位が比較的小さいことから、このサンプルは高濃度では不安定になることを示唆しています。

図2：モノクローナル抗体フラグメントのゼータ電位分布（マルバーン・パナリティカルの製品ゼータサイザーで測定）

マルバーン・パナリティカルのゼータサイザーでは、タンパク質サンプルの絶対分子量と第2ビリアル係数も測定できます。これらの特性は、サンプル散乱強度の濃度依存性から構築されるデバイプロットを使用して決定されます。Kは光学定数、Cは粒子濃度、Rθは入射光強度に対する散乱光強度のレイリー比、Mは重量平均分子量、A2は第2ビリアル係数です。

ここで調べたモノクローナル抗体フラグメントのDebyeプロットを図3に示します。切片と傾きから、抗体の分子量は20.71 kDaで、第2ビリアル係数は-0.00499 mL mol / g2でした。

図3: マルバーン・パナリティカルのゼータサイザーで測定したモノクローナル抗体フラグメントのデバイプロット

測定された分子量20.71kDaは、サイズ排除クロマトグラフィーで推定されたサンプルの分子量18kDaとほぼ一致しています。第2ビリアル係数は分子と溶媒の相互作用の強さを表します。第2ビリアル係数が正の値は溶解度の高い分子を示し、負の値は溶解度が低いことを示します。ここで測定された-0.00499mL mol / g2という値は、現在の溶液条件では溶解度が低いことを示し、試料濃度が高くなると製剤が不安定になることを示唆しています。これらの結果は、ゼータ測定の結果と一致しています。

ゼータサイザーアドバンスシリーズ

マルバーン・パナリティカルのゼータサイザーアドバンスシリーズは、動的光散乱、静的光散乱、電気泳動光散乱が1台で実施できる装置であり、研究者は粒子径、分子量、ゼータ電位などの幅広いサンプル特性を得ることができます。本システムは、製薬および生体分子アプリケーションでの、低濃度及び小容量の要望とコロイドアプリケーションでの高濃度の要望を満たすように設計されています。