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強力な極性ペプチドの精製における C18AQ カラムの応用

強力な極性ペプチドの精製における C18AQ カラムの応用

ルイ・ファン、ボー・シュー
アプリケーション研究開発センター

導入
ペプチドはアミノ酸で構成される化合物であり、配列を構成するアミノ酸残基の種類と順序が異なるため、それぞれが独自の物理的および化学的特性を持っています。固相化学合成法の発展により、さまざまな活性ペプチドの化学合成が大きく進歩しました。ただし、固相合成で得られるペプチドの組成は複雑であるため、最終生成物は信頼性の高い分離方法で精製する必要があります。ペプチドの一般的に使用される精製方法には、イオン交換クロマトグラフィー (IEC) および逆相高速液体クロマトグラフィー (RP-HPLC) が含まれますが、これらにはサンプルローディング容量が低い、分離媒体が高価である、分離装置が複雑で高価であるという欠点があります。小分子ペプチド (MW < 1 kDa) の迅速精製については、Santai Technologies によって成功したアプリケーション ケースが以前に発表されました。この事例では、SepaFlash RP C18 カートリッジがチモペンチン (TP-5) と要求を満たす目的の製品が得られました。

図 1. 20 の一般的なアミノ酸 (www.bachem.com から転載)。

ペプチドの構成に共通するアミノ酸は20種類あります。これらのアミノ酸は、その極性と酸塩基特性に応じて、非極性 (疎水性)、極性 (非荷電)、酸性または塩基性のグループに分類できます (図 1 を参照)。ペプチド配列において、配列を構成するアミノ酸のほとんどがシステイン、グルタミン、アスパラギン、セリン、スレオニン、チロシンなどの極性アミノ酸 (図 1 のピンク色でマーク) である場合、このペプチドは強い強度を持つ可能性があります。極性があり、水によく溶けます。逆相クロマトグラフィーによるこれらの強い極性ペプチドサンプルの精製手順中に、疎水性相崩壊と呼ばれる現象が発生します (Santai Technologies が以前に公開したアプリケーション ノート: 疎水性相崩壊、AQ 逆相クロマトグラフィー カラムとそのアプリケーションを参照)。通常の C18 カラムと比較して、改良された C18AQ カラムは、強い極性または親水性サンプルの精製に最適です。この投稿では、強力な極性ペプチドをサンプルとして利用し、C18AQ カラムによって精製しました。その結果、要求を満たす目的の製品が得られ、以下の研究開発に使用することができました。

実験セクション
実験で使用したサンプルは、顧客の研究室から提供された合成ペプチドです。このペプチドの分子量は約 1 kDa で、配列内に複数の極性アミノ酸残基があるため、強い極性を持っています。生サンプルの純度は約 80% です。試料溶液の調製には、白色粉末状の粗試料 60 mg を 5 mL の純水に溶解し、超音波処理して完全に透明な溶液にしました。次に、サンプル溶液をインジェクターによってフラッシュカラムに注入しました。フラッシュ精製の実験設定を表 1 に示します。

楽器

セパビーンマシン2

カートリッジ

12 g SepaFlash C18 RP フラッシュ カートリッジ (球状シリカ、20 ~ 45 μm、100 Å、注文番号:SW-5222-012-SP)

12 g SepaFlash C18AQ RP フラッシュ カートリッジ (球状シリカ、20 ~ 45 μm、100 Å、注文番号:SW-5222-012-SP(AQ))

波長

254nm、220nm

214nm

移動相

溶媒A:水

溶媒B: アセトニトリル

流量

15mL/分

20mL/分

サンプルのロード

30mg

勾配

時間(CV)

溶剤B (%)

時間(分)

溶剤B (%)

0

0

0

4

1.0

0

1.0

4

10.0

6

7.5

18

12.5

6

13.0

18

16.5

10

14.0

22

19.0

41

15.5

22

21.0

41

18.0

38

/

/

20.0

38

22.0

87

29.0

87

表 1. フラッシュ精製の実験セットアップ。

結果と考察
通常の C18 カラムと C18AQ カラムの間で極性ペプチドサンプルの精製性能を比較するために、まずサンプルのフラッシュ精製に通常の C18 カラムを利用しました。図 2 に示すように、高い水比率による C18 鎖の疎水相崩壊により、サンプルは通常の C18 カートリッジにほとんど保持されず、移動相によって直接溶出されます。その結果、サンプルは効果的に分離および精製されませんでした。

図 2. 通常の C18 カートリッジ上のサンプルのフラッシュ クロマトグラム。

次に、サンプルのフラッシュ精製に C18AQ カラムを使用しました。図 3 に示すように、ペプチドはカラム上に効果的に保持され、その後溶出されました。目的生成物を原料サンプル中の不純物から分離し、回収しました。凍結乾燥して HPLC で分析した後、精製された生成物の純度は 98.2% であり、次の段階の研究開発にさらに利用できる可能性があります。

図 3. C18AQ カートリッジ上のサンプルのフラッシュ クロマトグラム。

結論として、SepaFlash C18AQ RP フラッシュ カートリッジとフラッシュ クロマトグラフィー システム SepaBean の組み合わせこの機械は、強い極性または親水性のサンプルを精製するための迅速かつ効果的なソリューションを提供できる可能性があります。

SepaFlash C18AQ RP フラッシュ カートリッジについて

Santai Technology からは、仕様が異なる一連の SepaFlash C18AQ RP フラッシュ カートリッジがあります (表 2 を参照)。

商品番号

列のサイズ

流量

(mL/分)

最高圧力

(psi/バール)

SW-5222-004-SP(AQ)

5.4g

5-15

400/27.5

SW-5222-012-SP(AQ)

20g

10-25

400/27.5

SW-5222-025-SP(AQ)

33g

10-25

400/27.5

SW-5222-040-SP(AQ)

48g

15-30

400/27.5

SW-5222-080-SP(AQ)

105g

25-50

350/24.0

SW-5222-120-SP(AQ)

155g

30-60

300/20.7

SW-5222-220-SP(AQ)

300グラム

40-80

300/20.7

SW-5222-330-SP(AQ)

420g

40-80

250/17.2

表 2. SepaFlash C18AQ RP フラッシュ カートリッジ。充填材: 高効率球状 C18(AQ) 結合シリカ、20 ~ 45 μm、100 Å。

SepaBean™ マシンの詳細な仕様、または SepaFlash シリーズ フラッシュ カートリッジの注文情報については、当社 Web サイトをご覧ください。


投稿日時: 2018 年 10 月 12 日