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多肽合成的检测与分析

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多肽合成的检测与分析

发布日期:2020-07-31 作者:江苏吉泰肽业科技有限公司 点击:

由于肽化合物的结构及理化性质的特点,用于定性及定量分析普通有机化合物的许多常规方法均不适合对肽的分析。例如,肽分子量在800或1000Da以上时,很难有明确的熔点;同样,除了含4~5个以下残基的小肽外,绝大多数肽的结构中含有大量化学环境很相似的H2N-、-CONH-及饱和C、H原子,因此元素分析的数据没有实际意义;同样,红外光谱及核磁共振谱中的1HNMR及13CNMR的数据也很难逐一归属。因此,多肽化合物作为药物时一般不以上述分析数据为纯度及结构确证的依据。

应该指出的是在多肽分子的立体化学分析方面,越来越多地采用旋光色散(ORD)、圆二色散(CD)及二维核磁共振谱进行分析。它们可以深入地阐明肽键的二级以至三级结构。这些研究对分析肽的立体化学尤其是整体构象与生物活性之间的关系是很有意义的,但在药品质量评审上尚不被列入标准。详细的肽立体化学与IR、UV、ORD及CD分析的关系已在彭师奇教授的<<多肽药物化学>>一书均有描述,此处不再重复。下面仅就适于肽化合物质量控制的几种必须的分析形势予以简介。

① 质谱(MS)分析

由于红外、紫外及核磁共振分析对大分子量肽化合物质控中的作用不明显,分子量检测对肽的质量控制就显得格外重要。因为肽链在一般的质谱轰击条件下很容易断开,很难得到完整的分子峰,所以常常用条件温和的FAB-MS、ESI-MS……等方式进行肽化合物的质谱分析。从一张合格的MS分析图谱上不但可以证明产物的分子量,而且也可从其他杂峰的存在与否评价主产物的纯度。

② HPLC分析

肽分析中的AAA及MS数值主要用在结构证明即定性方面。只有进行HPLC分析才能得知肽产物的具体纯度。应该注意的是,主峰的保留时间(R.T.)不宜过短(如〈5min)。这种情况下,一些杂质峰(如果存在的话)可能与主峰并在一起。因此,主峰RT值适中的分离条件是质检的合理条件。HPLC分析的另一功用是也可以定性。当合成肽为已知物(如仿制药),就可以与标准品进行各自注射比较及混和同注射(co-injection)比较,情况类似有机小分子的TLC分析。

③ 序列分析

肽的一级结构除了各残基的含量组成外,各残基之间键合的顺序是必须要加以证明的。例如下面两个肽:H-Arg-Lys-Asp-Val-Tyr-OH……(A),H-Tyr-Arg-Val-Asp-Lys-OH……(B)它们的结构组成相同,因而AAA值及MW均一样。(当然,他们在HPLC分析中的R.T.不同)其中A肽是具有免疫调节活性的胸腺五肽(TP5),已广泛用于临床。而B肽却没有什么生物活性。因此肽的序列连接情况不同,其理化性质及生物活性有很大区别。值得指出的是,从动、植物及人体分离出的肽必须进行序列分析,作为结构测定的重要依据之一。但化学合成的肽则不需要序列分析。因为合成工艺中的反应路线已经把各残基的连接顺序明确了,不可能出现上述A肽与B肽共存的情况。

④ 比旋光度[α]

除了Gly残基以外,经典肽中的每个单体中均含有手性C原子,因此每个肽化合物均有特定的[α]值。在相对分子质量为500以下的寡肽分子中一级结构为主体,因此其[α]值是必须的质量依据之一。但当肽链长度达八个残基(有的文献认为六个残基)以上时就开始出现了二级以上的结构。此时每个残基中的α-C(即手性C)原子对整个分子的旋光贡献也不是仅有的因素了。分子内的二或三级结构会给肽分子带来新的不对称环境,而且这些不对称性又往往与浓度、分子间缔合程度、溶剂及温度等因素有关。例如,生长抑素十四肽(Somatostatin14)的[α]值在不同批号之间竟相差20度之多。因此,在各国的药典及新药质控标准中已不把[α]值作为必要的内容。

⑤ 氨基酸组成的分析(AAA)

它可以准确地表达肽链残基种类数量的构成。因为如果合成中某一步或几步缩合不完全,就可能导致残缺肽(delation peptides)存在。尤其是固相合成方式,这些残缺肽不可能被及时清除,往往在最终裂解后与目标肽混在一起。而且因理化性质与目标肽很接近而难以完全分开。此时AAA值提供的各种氨基酸之间含量比就可以判断出残缺肽的存在及哪种残基被丢失了。一般的标准为各氨基酸之间的整数比误差在5%之内是允许的。

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