CN104198635A - 一种应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法。本发明采用具有紫外检测器和电导检测器的快速分离蛋白纯化仪和强阴离子交换色谱柱检测肝素钠中的多硫酸软骨素，检测肝素钠中多硫酸软骨素的最低检测限含量为0.01%。该方法操作简单，检测时间短，灵敏度高，所用试剂无毒无害，绿色环保，能有效用于肝素钠产品的质量控制。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药领域，具体地说是一种应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法。
背景技术
肝素钠是一种硫酸氨基葡聚糖的钠盐，具有抗凝血作用，是需要迅速达到抗凝作用的首选药物，被广泛用于治疗静脉血栓和预防凝血。2008年初，美国临床应用的肝素钠注射剂发生了较严重的过敏反应，致使81 人死亡。推测可能与肝素钠原料中含有多硫酸化硫酸软骨素(oversulfated chondroitin sulfate，OSCS)有关。肝素与OSCS结构、电荷密度、分子量、抗凝活性十分相似，因此，常规的化学和生物检测方法很难区分。为了加强该类原料质量监督，建立一种快速有效的检测肝素钠中OSCS的方法十分必要。
目前，检测肝素钠中OSCS的常用方法是NMR法、毛细管电泳法和HPLC法。NMR法设备昂贵，检测限灵敏度不高。
专利CN101825607首先需要分离肝素钠中的OSCS，然后通过琼脂糖电泳法对分离得到的OSCS进行检测，灵敏度在0.5%左右。该方法需要先分离再检测，操作步骤繁琐，费时费力，存在不能完全分离出OSCS的可能，而且电泳法对制板要求高，重现性差，因此不适合于肝素钠精品的质量控制。
专利CN102830150采用毛细管电泳仪检测肝素钠中的OSCS，方法灵敏度可达到0.04%，但是所用试剂磷酸锂毒性大，对环境造成危害，且毛细管电泳仪设备昂贵，操作复杂。
FDA采用SAX-HPLC法检测肝素钠中的OSCS，但是灵敏度为0.1%，仍有待提高。
由于OSCS是引发病人不良过敏反应的污染物，肝素钠中不得含有OSCS，因此，在肝素钠原料生产中必需加强对OSCS的检验。为了保证肝素钠用药的安全有效性，避免出现公众用药的损害，提高检测肝素钠中OSCS的方法的灵敏度至关重要。
发明内容
本发明的目的就是提供一种应用快速分离蛋白纯化仪（AKTA）检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，该方法操作简单，所用试剂无毒无害，绿色环保，检测肝素钠中多硫酸软骨素的最低检测限含量为0.01%。
本发明提供一种应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其包括如下步骤：用盐溶液将肝素钠待测样品配制成供试品溶液，用具有紫外检测器和电导检测器的快速分离蛋白纯化仪对所述供试品溶液进行检测，同时记录紫外图谱和电导率图谱，观察在电导率158-164（即161±3）mS/cm处是否出现紫外吸收峰。
在本方法中，如果电导率图谱中在电导率161±3mS/cm处出现紫外吸收峰，则说明该肝素钠待测样品中含有多硫酸软骨素，如果未出现紫外吸收峰则说明待测样品中不含有多硫酸软骨素。
本发明的快速分离蛋白纯化仪的色谱条件为：流动相为流动相A和流动相B，所述流动相A和流动相B分别独立地为不同浓度的磷酸缓冲液或者三（羟甲基）氨基甲烷与氯化钠的混合溶液，优选采用三（羟甲基）氨基甲烷与氯化钠的混合溶液，检测波长为200~220 nm，所述盐溶液选自流动相A和流动相B中的一种或两种。本发明采用强阴离子交换色谱柱，优选为季胺型强阴离子交换色谱柱。
在一种技术方案中，更为具体的快速分离蛋白纯化仪的色谱条件为：进样量为8~15mL，流速为1.0~2.0mL/min，梯度长度为15.00CV~30.00CV（CV表示柱体积），梯度延迟1~5mL，清洗不结合物质为1CV~4CV。电导检测器的进样条件为2分钟的稳定电导率变化在±5 mS/cm 的范围内。
本发明中用盐溶液将肝素钠待测样品配制成供试品溶液，其中供试品溶液的浓度为5~20 mg/mL，优选浓度为8~12 mg/mL，供试品溶液的浓度最优选为10mg/mL。
本发明的流动相A和流动相B选自磷酸缓冲液和三（羟甲基）氨基甲烷缓冲液，优选为三（羟甲基）氨基甲烷缓冲液。磷酸盐缓冲液中含有PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -，阴离子情况复杂，这些磷酸根离子会占据阴离子交换介质的有效位点，使得洗脱效果不如三（羟甲基）氨基甲烷缓冲液，因此优选选择三（羟甲基）氨基甲烷缓冲液。为了维持样品的结构稳定，除了使用缓冲液控制pH，还需使用盐离子来控制离子强度。因此，需要在流动相A和流动相B中加入盐，优选为氯化钠。强阴离子交换色谱柱的键合相为季铵盐，交换的离子是氯离子，使用氯化钠不仅可以增加氯离子浓度，而且钠离子能够增加离子强度，进而增加样品的稳定性。
在一种优选方案中，本发明的流动相采用流动相A和流动相B，在流动相A中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为0.1%~1.0%（g/mL），氯化钠的浓度为1.0%~6.0%（g/mL）；所述的流动相B中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为为0.1%~1.0%（g/mL），氯化钠的浓度为10%~20%。
在另一种优选方案中，所述的流动相A中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为0.2%~0.5%（g/mL），氯化钠的浓度为2%~5%（g/mL）；所述的流动相B中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为0.2%~0.5%（g/mL），氯化钠的浓度为12%~15%（g/mL）。
在另一种优选方案中，所述的流动相A中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为0.3%（g/mL），氯化钠的浓度为3%（g/mL）；所述的流动相B中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度0.3%（g/mL），氯化钠的浓度为14%（g/mL）。
本发明的梯度洗脱为100%A:0%B~0%:100%B线性梯度。流动相A和流动相B中三（羟甲基）氨基甲烷缓冲液的浓度相同，而氯化钠的浓度不同。梯度的初始浓度为100%A:0%B，最终梯度为0%:100%B。强阴离子交换色谱柱对OSCS和肝素钠的分离主要依赖于多聚糖直链上负电荷密度的分布，OSCS的结构特征在于在每一个二糖重复单元中都比肝素钠盐多一个硫酸根官能团，因此OSCS与色谱柱键合相的结合能力大于肝素钠，肝素钠先被洗脱下来，随着氯化钠浓度逐渐增大，氯离子也相应增多，氯离子竞争性地占据了交换介质的有效位点，使得OSCS与键合相的结合能力减弱，从而被洗脱下来。
在本发明中流动相A和流动相B分别需要调节pH值至6.0~9.0，优选调节pH值至6.5~8.5，以7.5~8.0为最佳。一般使用酸进行调节，优选为盐酸、磷酸、醋酸，最优选为盐酸。肝素钠和OSCS，属于弱酸性多糖，在碱性介质中会部分或全部以阴离子形式存在，因此调节pH至弱碱性，有利于发生离子交换，提高肝素钠与OSCS的离子交换能力。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：
1) 本发明提供的应用AKTA检测肝素钠OSCS方法的灵敏度高，对OSCS测定的检测限达到0.01%，能够有效的检出肝素钠中的OSCS，从而进一步控制肝素钠的质量，保证病人的用药安全有效。
2) 本发明提供的应用AKTA检测肝素钠OSCS方法操作简单、重复性高、省时省力，且所用试剂无毒无害，绿色环保，便于生产中的质量控制。
附图说明
图1是本发明的AKTA检测肝素钠中OSCS方法的检测限评价中，系统适应性溶液的图谱。
图2是本发明的AKTA检测肝素钠中OSCS方法的检测限评价中，空白溶液中放大的噪声图谱。
图3是本发明的AKTA检测肝素钠中OSCS方法的检测限评价中，OSCS含量为0.01%的肝素钠供试品溶液的图谱。
在该浓度下OSCS峰的信噪比为2.28，因此以此含量作为OSCS的检测限（药典规定“一般以信噪比3:1或2:1时相应浓度或注入仪器的量确定检测限”）。
图4是本发明的AKTA检测肝素钠中OSCS方法的检测限评价中OSCS含量为0.02%的肝素钠供试品溶液的图谱，该浓度下信噪比为2.98。
具体实施方式
实施例1：
1. 仪器选择：AKTA purifier（P-900泵，UV-900紫外检测器，pH/C-900电导检测器）
2. 色谱柱：季铵型强阴离子交换色谱柱，50mm*5mm*10μm
3. 色谱条件：
检测波长为210 nm，进样量为10mL，流速为1.2mL/min, 梯度洗脱为100%A:0%B~0%:100%B线性梯度，梯度长度为20.00CV ，梯度延迟3mL，清洗不结合物质为3CV；
4. 流动相配制：
流动相A：称取三（羟甲基）氨基甲烷3.03g，氯化钠29.25g，加入超纯水搅拌溶解，并定容至1000mL，然后用盐酸溶液调节pH至7.7，用0.45μm微孔滤膜过滤。
流动相B：称取三（羟甲基）氨基甲烷3.06g，氯化钠150.15g，加入超纯水搅拌溶解，并定容至1000mL，然后用盐酸溶液调节pH至7.7，用0.45μm微孔滤膜过滤。
5. 溶液配制：
系统适应性溶液：称取多硫酸软骨素对照品10.16mg于100mL容量瓶中，加流动相A溶解后，稀释定容至刻度，即得。进样前用0.45μm微孔滤膜过滤。
OSCS对照品溶液1： 精密吸取1.0mL系统适应性溶液于100mL容量瓶中，用流动相A稀释定容，即得OSCS浓度为0.001016mg/mL。
OSCS对照品溶液2： 精密吸取0.5mL系统适应性溶液于25mL容量瓶中，用流动相A稀释定容，即得OSCS浓度为0.002032mg/mL。
肝素钠样品溶液（空白溶液）：称取肝素钠150.1mg加流动相A15mL，溶解后用0.45μm微孔滤膜过滤。
供试品溶液1：称取肝素钠149.8mg，加15mLOSCS对照品1溶液溶解后，用0.45μm微孔滤膜过滤，即得OSCS含量为0.01%。
供试品溶液2：称取肝素钠150.2mg，加15mLOSCS对照品2溶液溶解后，
用0.45μm微孔滤膜过滤，即得OSCS含量为0.02%。
6. 检测分析：
电导检测器在2分钟的稳定电导率变化在±5 mS/cm 的范围内时，可以进样。分别吸取10mL系统适用性溶液、空白溶液、供试品溶液1和供试品溶液2，注入AKTA仪中，同时记录紫外图谱和电导率图谱。其中图1是系统适用性溶液的图谱，图2是空白溶液中放大的噪声图谱，图3是供试品溶液1的图谱，图4是供试品溶液2的图谱。
7. 检测限结果评价：
在系统适应性图谱中（图1）可以看出，电导率在161±3mS/cm处的柱体积所对应的紫外吸收峰为OSCS的色谱峰。
图2 是空白溶液中的噪声图谱，计算出噪声为4.6mAU。
图3是供试品溶液1的图谱，其中OSCS的紫外峰的峰高为8.644mAU，计算其信噪比为，该浓度为OSCS的检测限。
图4是供试品溶液1的图谱，其中OSCS的紫外峰的峰高为13.599 mAU，计算其信噪比为。
下表为供试品溶液1和供试品溶液2 的信噪比计算结果：
可见，在该条件下，方法对OSCS的检测限为0.01%。要求在电导率161±3mS/cm处的柱体积所对应紫外图谱中不得出现色谱峰，此时肝素钠中OSCS的含量低于0.01%。
实施例2：
1. 仪器选择：AKTA purifier（P-900泵，UV-900紫外检测器，pH/C-900电导检测器）
2. 色谱柱：季铵型强阴离子交换色谱柱，50mm*5mm*10μm
3. 色谱条件：
检测波长为215 nm，进样量为10mL，流速为1.4mL/min, 梯度洗脱为100%A:0%B~0%:100%B线性梯度，梯度长度为25.00CV ，梯度延迟4mL，清洗不结合物质为4CV；
4. 流动相配制：
流动相A：称取三（羟甲基）氨基甲烷3.01g，氯化钠25.10g，加入超纯水搅拌溶解，并定容至1000mL，然后用盐酸溶液调节pH至8.0，用0.45μm微孔滤膜过滤。
流动相B：称取三（羟甲基）氨基甲烷3.03g，氯化钠140.07g，加入超纯水搅拌溶解，并定容至1000mL，然后用盐酸溶液调节pH至8.0，用0.45μm微孔滤膜过滤。
5. 溶液配制：
系统适应性溶液：称取多硫酸软骨素对照品10.09mg于100mL容量瓶中，加流动相A溶解后，稀释定容至刻度，即得。进样前用0.45μm微孔滤膜过滤。
OSCS对照品溶液1： 精密吸取1.0mL系统适应性溶液于100mL容量瓶中，用流动相A稀释定容，即得OSCS浓度为0.001009mg/mL。
OSCS对照品溶液2： 精密吸取0.5mL系统适应性溶液于25mL容量瓶中，用流动相A稀释定容，即得OSCS浓度为0.002018mg/mL。
肝素钠样品溶液（空白溶液）：称取肝素钠150.0mg加流动相A15mL，溶解后用0.45μm微孔滤膜过滤。
供试品溶液1：称取肝素钠150.1mg，加15mLOSCS对照品1溶液溶解后，用0.45μm微孔滤膜过滤，即得OSCS含量为0.01%。
供试品溶液2：称取肝素钠150.0mg，加15mLOSCS对照品2溶液溶解后， 用0.45μm微孔滤膜过滤，即得OSCS含量为0.02%。
6. 检测分析：
电导检测器在2分钟的稳定电导率变化在±5 mS/cm 的范围内时，可以准备进样。分别吸取10mL系统适用性溶液、空白溶液、供试品溶液1和供试品溶液2，注入AKTA仪中，同时记录紫外图谱和电导率图谱。
7. 检测限结果评价：
根据空白溶液的图谱，计算出噪声为4.6mAU。
供试品溶液1中OSCS的紫外峰的峰高为9.311mAU，计算其信噪比为，该浓度为OSCS的检测限。
图4是供试品溶液1的图谱，其中OSCS的紫外峰的峰高为13.599 mAU，计算其信噪比为。
下表为供试品溶液1和供试品溶液2 的信噪比计算结果：
可见，在该条件下，方法对OSCS的检测限为0.01%。要求在电导率161±3mS/cm处的柱体积所对应紫外图谱中不得出现色谱峰，此时肝素钠中OSCS的含量低于0.01%
对比例1：
1. 仪器选择：高效液相色谱仪（紫外检测器）
2. 色谱柱：季铵型强阴离子交换色谱柱（Dionex IonPac AS11-HC，250mm*4mm）
3. 色谱条件：
检测波长为215 nm，进样量为40μL，流速为0.8mL /min, 柱温35°C，梯度洗脱见下表：
| 时间（min） | 流动相A（%） | 流动相B（%） |
| 0 | 95 | 5 |
| 2 | 95 | 5 |
| 26 | 0 | 100 |
| 27 | 95 | 5 |
| 40 | 95 | 5 |
4. 流动相配制：
流动相A：超纯水，用0.45μm微孔滤膜过滤。
流动相B：称取146.1g氯化钠和2.42gTris置1L烧杯中，加超纯水溶解后，转移至1L容量瓶中，用超纯水定容至刻度，混匀后，用磷酸调节pH至3.0，0.45μm微孔滤膜过滤。
5. 溶液配制：
系统适应性溶液：称取多硫酸软骨素对照品10.02mg于100mL容量瓶中，加流动相B溶解后，稀释定容至刻度，即得。进样前用0.45μm微孔滤膜过滤。
OSCS对照品溶液1： 精密吸取1.0mL系统适应性溶液于25mL容量瓶中，用流动相B稀释定容，即得OSCS浓度为0.001002mg/mL。
OSCS对照品溶液2： 精密吸取0.5mL系统适应性溶液于25mL容量瓶中，用流动相B稀释定容，即得OSCS浓度为0.002004mg/mL。
肝素钠样品溶液（空白溶液）：称取肝素钠150.2mg加流动相B15mL，溶解后用0.45μm微孔滤膜过滤。
供试品溶液1：称取肝素钠149.9mg，加15mLOSCS对照品1溶液溶解后，用0.45μm微孔滤膜过滤，即得OSCS含量为0.01%。
供试品溶液2：称取肝素钠150.1mg，加15mLOSCS对照品2溶液溶解后， 用0.45μm微孔滤膜过滤，即得OSCS含量为0.02%。
6. 检测分析：
待基线稳定后，分别吸取40μL系统适用性溶液、空白溶液、供试品溶液1和供试品溶液2，注入HPLC中，记录紫外图谱。
7. 结果评价：
供试品溶液1和供试品溶液2中均检测不到OSCS的紫外吸收峰。
Claims (10)
1.一种应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其特征在于用盐溶液将肝素钠待测样品配制成供试品溶液，用具有紫外检测器和电导检测器的快速分离蛋白纯化仪对所述供试品溶液进行检测，同时记录紫外图谱和电导率图谱，观察在电导率158-164mS/cm处是否出现紫外吸收峰；其中快速分离蛋白纯化仪的色谱条件为：色谱柱为强阴离子交换色谱柱，流动相为流动相A和流动相B，所述流动相A和流动相B分别独立地为不同浓度的磷酸缓冲液或者三（羟甲基）氨基甲烷与氯化钠的混合溶液，检测波长为200~220 nm，梯度洗脱为100%A:0%B~0%:100%B线性梯度，所述盐溶液选自流动相A和流动相B中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其特征在于所述的快速分离蛋白纯化仪的色谱条件为：进样量为8~15mL，流速为1.0~2.0mL/min，梯度长度为15.00CV~30.00CV（CV表示柱体积），梯度延迟1~5mL，清洗不结合物质为1CV~4CV；色谱柱为季胺型强阴离子交换色谱柱。
3.根据权利要求1所述的应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其特征在于所述的供试品溶液的浓度为5~20 mg/mL。
4.根据权利要求3所述的应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其特征在于所述的供试品溶液的浓度为8~12 mg/mL。
5.根据权利要求1所述的应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其特征在于所述的流动相A中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为0.1%~1.0%（g/mL），氯化钠的浓度为1.0%~6.0%（g/mL）；所述的流动相B中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为为0.1%~1.0%（g/mL），氯化钠的浓度为10%~20%。
6.根据权利要求5所述的应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其特征在于：所述的流动相A中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为0.2%~0.5%（g/mL），氯化钠的浓度为2%~5%（g/mL）；所述的流动相B中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为0.2%~0.5%（g/mL），氯化钠的浓度为12%~15%（g/mL）。
7.根据权利要求6所述的应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其特征在于：所述的流动相A中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度为0.3%（g/mL），氯化钠的浓度为3%（g/mL）；所述的流动相B中，三（羟甲基）氨基甲烷的浓度0.3%（g/mL），氯化钠的浓度为14%（g/mL）。
8.根据权利要求1或5所述的应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其特征在于：所述的流动相A和流动相B分别需要调节pH值至6.0~9.0，优选为6.5~8.5，最优选为7.5~8.0。
9.根据权利要求1所述的应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其特征在于对多硫酸软骨素的检测限达到0.01%。
10.根据权利要求1所述的应用快速分离蛋白纯化仪检测肝素钠中多硫酸软骨素的方法，其特征在于所述的电导检测器的进样条件为2分钟的稳定电导率变化在±5 mS/cm 的范围内。
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