Nicomp380 Z3000 激光粒度儀 在牛血清白蛋白Zeta電位的應用案例

一、 摘要： 

     20多年來，重組 DNA 技術使蛋白質(zhì)成為越來越重要的原料藥。蛋白質(zhì)與其他小分子有機原料不同，它們的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)不穩(wěn)定，易于發(fā)生變化。蛋白質(zhì)藥物的生產(chǎn)、運輸、存儲以及施用過程中的任何環(huán)節(jié)都有可能導致蛋白的變性。蛋白質(zhì)物理性質(zhì)的不穩(wěn)定（如聚集或沉淀）會影響藥物的劑量、藥效以及藥物的安全性。

關鍵詞 ：    DLS動態(tài)光散射  ELS電泳光散射 蛋白質(zhì) 聚集 ZETA電位

二、客戶遇到的問題：

  檢測蛋白質(zhì)的聚集或者沉淀，來確定蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。

三、解決方案

     采用美國PSS激光粒度儀Nicomp 380 Z3000檢測蛋白質(zhì)的粒度分布和Zeta電位來判斷該蛋白的穩(wěn)定性。 根據(jù)Zeta電位可以確定等電點（IEP）。等電點是顆粒、膠體或分子在剪切面的凈電荷為零時的pH值，在此pH值下，膠體顆粒在電場中保持靜止不動。要想測定等電點，首先對顆粒分散體系進行一系列pH值滴定，然后分別測量不同pH值下的Zeta電位，Zeta電位為零時的pH值即為等電點。在此pH值附近顆粒不再具有靜電穩(wěn)定性從而產(chǎn)生凝聚。

圖1. 牛血清白蛋白的體積粒度 NiComp 分布

     圖1為牛血清白蛋白（BSA，西格瑪奧德里奇公司）用去離子水按1:100比例稀釋的體積粒度NiComp分布，粒度呈雙峰分布，主峰為~5nm，次峰~25nm。粒度分布圖顯示此樣品很“潔凈”，僅有0.5%體積的顆粒聚集體。稀釋后的牛血清白蛋白溶液用0.01M HCl 和0.01M KOH滴定，在不同的pH值分別測量溶液的Zeta電位，測試結(jié)果如圖2所示，等電點為pH5.07。 

圖2. 牛血清白蛋白在不同pH值測得的Zeta電位

四、結(jié)果：

NiComp380 Z3000 不僅能檢測分析亞微米蛋白質(zhì)及其聚集體，而且還可以通過Zeta電位的測量預測蛋白質(zhì)分散體系的穩(wěn)定性。

結(jié)論：

    動態(tài)光散射（DLS）和電泳光散射（ELS）技術可以用于監(jiān)測蛋白質(zhì)顆粒粒度分布和Zeta 電位。蛋白質(zhì)顆粒的粒度分布較寬，從亞微米的可溶微粒到較大的不溶性沉淀大顆粒。此外，還可以根據(jù)Zeta電位和等電點預測蛋白質(zhì)的空間位阻穩(wěn)定性。