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液相色谱耦联Q Exactive 台式轨道阱质谱仪分析利...(六)

2020.5.18

为了评价使用 250×0.2 mm PepSwift 整体柱时仪器的检测限,采集了一系列进样量的 LC/MS 样品。将 50pg-20ng 的完整抗体从最低浓度开始注入色谱柱(图 8)。在序列开始之前和各样品之间运行两针空白样品,以排除残留的影响。通过这种方法,我们发现完整抗体的最低检测限是500pg,在进样量为500pg的时候,仍然可以得到较好的谱图,从谱图上可以看到完整抗体中丰都最高的糖型。需要指出的是,最低浓度的样品必须现配,分析前不能在自动进样器中存放数小时。

 

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图 8. 用 250 mm×0.2 mm PepSwift 整体柱分析完整的利妥昔抗体,上样量为 -20 ng-500pg 一系列稀释浓度得到的一级全扫描质谱图。

 

在 50 mm×1 mm 内径 ProSwift 整体柱上,进样量为 30 ng和 150 ng 的时候,完整抗体都可以得到高质量的谱图(图 9),

 

根据 30 ng 的上样量,我们预测最低进样量在 5 ng-10 ng 之间,在此范围内仍然可以得到优质的谱图。

 

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图 9. 用 50 mm×1 mm ProSwift 整体柱分析完整的利妥昔抗体,上样量分别为150 ng 和30 ng时的一级全扫描质谱图(左侧)和最高丰度电荷态放大图(右侧)。

 

接下来,我们试图进一步确认轻链和重链的序列,进行了两类自上而下的实验:在 HCD 池中进行全离子裂解(AIF),或选择轻链和重链的 5 个电荷态进行多重(5-plex)目标离子二级质谱实验。所有谱图都是在分辨率为 70000下采集。目标离子谱图的采集使用基于保留时间的质量数列表,包括先流出的轻链质荷比(保留时间 13.16 min:m/z 1536.96、1646.6、1773.3、1920.7、2095.4)和后流出的重链( 保留时间 16 -20min:m/z 1584.6、1635.7、1684.7、1748.5、1810.9 )。在这类实验中,内含物列表中的第一个电荷态被选择并送到 HCD 池中进行裂解,子离子储存在 HCD 池中,同时分离第二个电荷态送到 HCD 池,裂解并贮存在该池中,直到第 5 个电荷态被裂解。5 个单独分离和裂解步骤产生的所有离子被一起送到 Orbitrap 分析器中,产生一个单一的碎片离子谱图。

所有归为轻链的碎片离子(如图 10 所示)在 N- 和 C- 末端都有好的覆盖率,在序列的中间也有一些碎片离子匹配,最终的覆盖率为 28%,占理论碎片的 15%。对于重链来说,两种方法的裂解效率都不是特别好,约产生 20 个碎片离子,大多数都位于序列的末端。

 

为了进一步确认序列,采取了自下而上的方法,将蛋白进行还原、烷基化、并用胰蛋白酶进行酶切。图 11 显示的是酶切后肽段混合物的色谱图。对数据进行数据库检索,数据库由轻链、两个重链变异体以及胰蛋白酶四个条目组成,结果显示轻链的序列覆盖率达 96%,重链的序列覆盖率达 78.8%(图 12)。两个来自轻链的、较短的、没有检测到的肽段(LEIK 和 EAK)只能在一级质谱图中以完整质量数的形式检测到,而肽段 EAK 可以根据含漏切位点 的肽段EAKVQWK 所对应的准确质量数进行鉴定。综合二级谱图鉴定的肽段和完整短肽的准确质量数,轻链的序列覆盖率是 100%。

 

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图 10. 根据通过 AIF 实验得到的碎片离子匹配利妥昔抗体轻链的序列覆盖率。鉴定到 17 个 b 离子和 50 个 y 离子,对应 15.7% 的理论碎片离子数。(426 个理论碎片离子中鉴定到 67 个离子)


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