应对Tosoh TSKgel SWxl系列凝胶柱批次柱效不稳定,为肝素企业客户提供替代方案:BioCore SEC色谱柱

一直以来肝素检测及低分子量肝素分子量分布检测客户多选择Tosoh SWxl系列凝胶过滤柱。自2019年4月以来,由于厂商停产使Tosoh凝胶柱出现全球断供导致国内余量不多的库存出现抬价出售情况。 以及复产后批次凝胶柱柱效波动较大 ,对客户肝素检测数据收集和结果准确性产生影响。

为了应对这种情况,阿斯雷尔生物技术为客户提供替代方案:纳谱BioCore SEC凝胶柱。

我们利用BioCore SEC-HP色谱柱进行肝素和低分子肝素的分子量检测。检测结果显示,该系列色谱柱对肝素及低分子肝素的分离效果优异,满足药典方法规定的系统适应性要求。此外,与肝素行业当前广泛使用的SEC柱相比,该色谱柱具有更好的分辨率和更好的耐用性。

在当前的药典方法中,肝素分子量的测定使用体积排阻(SEC)色谱柱进行分离,利用示差折光检测器(RID)进行信号检测,通过高效液相色谱仪进行。选择合适的色谱柱对检测结果的准确度至关重要。然而,当前肝素行业广泛使用的SEC柱的使用寿命很短,单次进样成本较高。

BioCore SEC-HP色谱柱是专为肝素分子量检测而研发的一系列SEC柱。我们利用该系列色谱柱,分别进行了肝素和低分子量肝素的系统适用性测试,以及低分子量肝素的色谱柱耐用性测试。系统适用性测试结果显示,该系列色谱柱具有优异的分离性能,校准曲线的相关系数达到0.999以上,完全可替代现有的进口产品。耐用性测试表明,该系列色谱柱使用寿命更长,进样针数为现有产品的数倍(多达100针左右),可有效降低单次进样的成本。

实验

仪器
色谱仪:Shimadzu LC-2030C 高效液相色谱系统
检测器:RID-20A 示差折光检测器
色谱柱: :见表 1

试剂

标准品:肝素分子量对照品(中国药典委员会),肝素对照品(中国药典委员会),低
分子量肝素分子量校准品(欧洲药品质量管理局)
待测样品:低分子量肝素钠(由国内客户提供)

实验步骤

肝素系统适应性部分参考《中国药典 2015 版》 [1] 。
低分子量肝素系统适应性部分及耐用性测试部分参考《European Pharmacopoeia 9.8》
[2] 。

结果与讨论

肝素系统适用性测试

将肝素分子量对照品溶液注入色谱系统,记录色谱图,如图 1。

通过肝素分子量对照品附带的宽峰表,鉴别组分峰,结果如表 3。

通过三阶多项式拟合,可得到分子量与保留时间之间的数学关系(校准曲线),如图2。

将肝素对照品溶液注入色谱系统,记录色谱图,得到图 3。

低分子量肝素系统适应性测试

低分子量肝素(如依诺肝素钠)的 SEC 色谱图展现了较为精细的组分峰结构,低分子量
组分峰的分离程度是色谱柱柱效的直观反映。
将低分子量肝素分子量校准品溶液注入色谱系统,记录色谱图,如图 4。

检查图 4 中低分子量肝素分子量校准品对应的宽峰,可见较低分子量的组分峰得到了很
好的分离。其中,最后两个组分峰(对应分子量分别为 1200 和 600)之间接近基线分
离,如图 5。

通过低分子量肝素分子量校准品附带的宽峰表,鉴别组分峰,结果如表 4。

通过三阶多项式拟合,可得到分子量与保留时间之间的数学关系(校准曲线),如图 6。

耐用性测试

肝素样品具有非常复杂的组成,给色谱柱耐用性提出了巨大的挑战。为测试 BioCore
SEC-HP 色谱柱的耐用性,我们用低分子肝素样品溶液进行了多次连续进样,并比较重叠
色谱图。
在图 7 中,我们可看到,即使在不用保护柱的条件下,连续 30 针进样的色谱图之间差
异非常小。

串联保护柱后,分别考察进样体积 5 μL 和 25 μL 的 连续 10 针进样,色谱图之间的差异
极小,如图 8 和图 9。

结论

BioCore SEC-HP 色谱柱的分离性能主要得益于其单分散、低吸附的高性能硅胶填料。通
过扫描电镜(SEM)分析,可清晰地看到不同填料之间的差异。
如图 10 所示,BioCore SEC-HP 填料的粒径分布极窄,平均粒径为 5 μm,变异系数<5%,
优于其他填料。

色谱柱的耐用性(使用寿命)也是使用中需要考量的重要因素。根据肝素行业客户的反
馈,原有的 SEC 柱在 10-20 针进样后,色谱图出现了较大的差异,表明色谱柱已失效。
与此相反,BioCore SEC-HP 色谱柱展现了更长的使用寿命,即使在 50-60 针进样后也无
明显的性能损失。根据低分子量肝素行业客户的试用反馈,BioCore SEC-150HP 色谱柱甚
至达到了 100 针以上的使用寿命。
BioCore SEC-HP 色谱柱的耐用性可归功于其填料的机械强度。为考察不同填料的机械强
度,我们进行了 6000 psi 压力下的装柱操作,并拍摄了填料的 SEM 以检查其破损程度。
如图 11 所示,BioCore SEC-HP 无颗粒破损,而其他填料则出现了明显的颗粒破裂。

结果显示,BioCore SEC-HP 色谱柱具有优异的分离性能和良好的耐用性,完全适用于肝素
分子量检测。

参考文献

  1. 国家药典委员会. 《中华人民共和国药典(2020 版 二部)》. 北京:中国医药科技出
    版社; 2020.6. 肝素钠; 637-638.
  2. Council of Europe. European Pharmacopoeia. In: Supplement 9.8. Strasbourg: Council of Europe; 2019. p. Heparins, Low-Molecular-Mass; pp.6923-6924.

依诺肝素钠成环率检测,欧洲药典版

依诺肝素钠(Enoxaparin Sodium)是通过化学降解法从普通肝素制备的低分子肝素,由结构复杂、长度不一的多糖链组成,重均分子量约为4500 Da。在制备过程中,有一定比例的多糖链在其还原端形成了1,6-脱水环状结构。该1,6-脱水环状结构的百分比即为成环率,是依诺肝素钠区别于其他肝素类药物的主要特征。

依诺肝素钠中的1,6-脱水环状结构
依诺肝素钠中的1,6-脱水环状结构

我们利用Asnail原生肝素酶和Ultimate SA-SAX色谱柱,检测了依诺肝素钠样品的成环率。检测结果完全符合欧洲药典规定的系统适用性要求,同时可大大降低单次检测的成本。

典型色谱图

依诺肝素钠酶解溶液(未还原)色谱图
依诺肝素钠酶解溶液(未还原)色谱图
依诺肝素钠酶解还原溶液色谱图
依诺肝素钠酶解还原溶液色谱图

酶解适应性

肝素酶降解效果,其中21号峰为1,6-脱水∆IS-IS,13号峰为1,6-脱水∆IS
肝素酶降解效果,其中21号峰为1,6-脱水∆IS-IS,13号峰为1,6-脱水∆IS

酶解适应性对应1,6-脱水∆IS-IS与1,6-脱水∆IS之间的峰面积之比,为0.59,满足欧洲药典的酶解适应性要求(不超过1.15)。

还原适应性

硼氢化钠还原效果,其中16号峰为未还原∆IS,15号峰为还原∆IS
硼氢化钠还原效果,其中16号峰为未还原∆IS,15号峰为还原∆IS

还原适应性对应∆IS与还原∆IS之间的峰面积之比,为0.005,满足欧洲药典的还原适应性要求(不超过0.02)。

柱效适应性

色谱柱分离效果,其中12号峰为还原∆IA,13号峰为1,6-脱水∆IS
色谱柱分离效果,其中12号峰为还原∆IA,13号峰为1,6-脱水∆IS

柱效适应性对应还原∆IA与1,6-脱水∆IS之间的分离度,为1.64,满足欧洲药典的柱效适应性要求(不小于1.5)。

此外,即使是较难分离的一对异构体,在本实验中也能顺利分离。如下图所示,在其他色谱柱中常常发生共流的1,6-脱水∆IIS及其异构体1,6-脱水∆IISepi形成了两个色谱峰,分离度为1.13。

一对1,6-脱水残基异构体的分离效果,其中5号峰为1,6-脱水∆IIS,6号峰为1,6-脱水∆IISepi
一对1,6-脱水残基异构体的分离效果,其中5号峰为1,6-脱水∆IIS,6号峰为1,6-脱水∆IISepi

耐用性测试

酶解还原溶液重叠色谱图,分别对应第8、16、20、24针进样
酶解还原溶液重叠色谱图,分别对应第8、16、20、24针进样

根据我们的经验及客户反馈,Ultimate SA-SAX色谱柱的分离度下降幅度与Waters Spherishorb SAX色谱柱相当。

阿斯雷尔中文网站全新改版

经过一个多月的努力,阿斯雷尔新版中文网站于2019年4月30日正式上线。www.asnailtech.com.cn

阿斯雷尔创立于2017年,生产和销售实验室仪器、耗材和试剂,已服务了国内外众多客户。

我们将持续改进,为肝素检测、凝血诊断等行业客户提供更加优质、快捷的产品和服务。

阿斯雷尔的英文网站已于2019年4月初正式上线: www.asnailtech.com。