チャージバリアント分析に関する情報

タンパク質チャージバリアントは、抗体またはその他のタンパク質の電荷特性に基づき、その物理化学的特性を使用して分離します。従来、タンパク質の分離は、塩グラジエントを使用したイオン交換クロマトグラフィーで行われていました。しかしながら、塩ベースのグラジエントは、目的のタンパク質分子ごとに固有のグラジエントを開発する必要がありました。、さらに、塩ベースのグラジエントは再現することが難しいため、メソッドの再現性や堅牢性が低く、しかもメソッド開発に時間がかかるという複数の課題がありました。

そのような状況の中で 2009 年、Genentech が初めて、塩グラジエントの代わりに pH グラジエントを使用したチャージバリアントの分離を報告しました。pH ベースのグラジエントの長所は、一つのメソッドをあらゆるモノクローナル抗体（mAb）に対してグローバルに適用でき、メソッド開発が大幅に簡素化されることなどがあります。およそ 等電点 7 ～ 9 の範囲にある mAb であれば、pH ベースのグラジエントを使用した陽イオン交換カラムで分離できることが報告されています。また、この方法は汎用性が高く、単一のメソッドでさまざまな抗体に存在する異なるチャージバリアントの分離に簡単に使用できるだけではなく、従来のイオン強度を有する塩グラジエントを使用した場合の所要時間（90 分）と比べて、pH グラジエントを使用した場合は 30 分 と大幅に短縮できることが明らかになりました。

新たなカラムや装置技術により、分析時間をさらに短縮できる可能性も示されています。
小粒子径の短いカラムをリニア pH グラジエントと組み合わせることで、真の UHPLC アプリケーションとして利用できるようになります。

この手法の難点は、 pH グラジエントを如何に直線的に実行できるか、という点にあります。さまざまな濃度で pH 範囲全体をカバーするには、複数のバッファーを使用して、各バッファーのバッファー容量が一致するようにしなければなりません。しかし、カラム自体が pH の変化に対するバッファーとして機能するため、高分解能／低容量のカラムを慎重に選択する必要があります。バッファーカクテルを用いてリニア pH グラジエントを生成するのが容易ではないことは、以下の図からも明らかです。プログラムされたリニアグラジエントに対して、明らかにグラジェントがカーブしているのが分かります。この問題を克服するには、市販のグラジエントバッファーを採用します。適切なカラムと組み合わせることで、リニアグラジエントを生成できます。これにより、メソッドの最適化が簡単かつ論理的に達成され、オペレーターとラボの間で堅牢性と一貫性が実現されます。

迅速で汎用性のあるチャージバリアント分析メソッドとして、キャピラリー電気泳動（CE）を用いた等電点電気泳動も利用されています。この手法は有効性が実証されている一方で、平衡時間が長く、オペレーター間の不一致が発生しやすいという問題点があります。HPLC や UHPLC による pH グラジエントは、CE による代替手法に比べ、より高速で再現性が高くなっています。また、HPLC や UHPLC は、すべてのバイオ医薬品関連ラボにおいて広く利用され、応用性が高いものです。さらに、新しいバリアントとして検出されたピークを分画し、より詳しい分析を行うことで確実に同定することも可能となります。

タンパク質チャージバリアント分析の製品や手法の詳細については、当社のチャージバリアント分析製品のページをご覧ください。