新华社天津11月28日电抗体药物等生物制剂极易受到温度、酸碱度、压力等外界环境影响,在运输使用过程中,需要冷链处理或添加稳定剂,在一定程度上会导致生产成本的提高和潜在安全隐患。日前,南开大学研究团队的一项成果有望破解这一难题。

化学界中,有一大类分子存在手性异构体,它们就像左右手,虽然看上去一模一样,但完全不能重叠,这类分子被称为“手性分子”。

南开大学药物化学生物学国家重点实验室、药学院陈瑶研究员团队利用一步法将抗体分子与金属盐、有机配体结合,实现了金属-有机框架材料包裹抗体分子。这种新型的“分子盔甲”,可为抗体提供良好的热、化学及机械力的保护,使抗体寿命得到有效延长,其保护层可在温和条件下快速去除。实验证明,穿戴“分子盔甲”的抗体可实现日常/极端环境长期贮存、运输和使用,不再“娇弱”。该成果27日在线发表于国际材料化学领域权威刊物《先进材料》上。

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金属-有机框架材料是近20年快速发展的一类新型多孔材料。陈瑶团队将金属-有机框架材料与抗体类生物制剂结合,对多克隆抗体和广泛市售的单克隆抗体药物进行了“包裹”,通过反复测试,最终筛选出适用于抗体的金属-有机框架材料保护策略,并对该新策略的安全性和保护性能进行了多方面测试。

一些药物中的手性分子在生物活性、代谢过程和毒性等方面存在显着差别,有的差异甚至如“治病”和“致病”这样,是天壤之别。因此,如何更为经济、高效、便捷地将手性分子的“左右手”分开,获取其中有益部分,成为化学界竞相攻关的课题。

结果表明,在模拟的各种极端环境条件下,被保护的抗体仍然保持其结构和活性。在4摄氏度到50摄氏度不断变温环境中保存3周,抗体仍然保持其活性。这一实验结果证实了新策略在生物制剂常温长期储存运输方面的巨大潜力。值得一提的是,“分子盔甲”可以在抗体药物使用前通过一种极其简便的方式完全去除,不会随药物进入人体,大大提高了新型生物制剂的安全性。

南开大学药学院研究员陈瑶课题组与该校化学学院教授张振杰、美国南佛罗利达大学教授马胜前合作,利用生物分子诱导的策略设计合成了一类手性共价有机框架材料,并将其成功应用于多种药物、氨基酸等小分子的手性分离。该材料具有造价低、效率高、普适性强等特点,具有完全自主知识产权,作为新型“分手”利器,它将大幅降低手性药物的生产成本。相关研究结果日前在线发表于《德国应用化学》。

陈瑶介绍,这一成果的应用或将为抗体药物和疫苗等其他生物制剂的制备、储运与使用提供一条新途径,为便携式等新型生物制剂剂型的开发探路。

液相色谱技术是获取手性分子单一构型对映体的重要手段之一,具有高手性分离性能的手性固定相是这一技术的关键。含有手性分子的混合物流经分离柱时,由于作用力大小不同,不同的异构体分别在不同的时间流出,进而实现手性分离的目标。

新葡萄京官网8455,“如果可以摆脱全程冷链,可能会极大拓宽生物制剂的使用范围。这对于偏远地区、灾害、战地等极端情况下生物制剂的使用提供了新的可能方案。”陈瑶说,目前课题组正在开展针对疫苗、激素等其他生物药物制品的新剂型的研究。

“简单来说,液相色谱仪中的分离柱就像一个隧道。外观、型号看起来完全一样的汽车一起驶入,交警允许有牌照的汽车可以顺利地快速通过,没有牌照的就会因为被交警调查而落后通过。这样,隧道出口先出现的都是有牌照的汽车,后出现的都是没有牌照的汽车。”陈瑶说,这其中最关键的部分就是“交警”,也就是“手性固定相”,需要识别能力强、稳定且高效。

责任编辑:杜兰萍

为创造高效的新型手性固定相,陈瑶课题组将一系列生物分子引入到共价有机框架材料材料中,非手性COFs通过继承生物分子的手性特征从而变成手性COFs,进而可应用于手性分子的拆分。

陈瑶表示,研究结果发现,通过新策略得到的BiomoleculeÌCOF
1手性固定相性能明显优于传统吸附法固定生物分子得到的手性固定相性能。“隧道中,高效、敬业的‘交警’——
一种新型的高效液相色谱手性固定相被我们合成出来了。”

进一步研究发现,COF1材料作为手性固定相具有优异的手性分离效果,可用于正相和反相等多种分离模式,分离度Rs均达到1.3以上。连续使用2个月,反复进样120余次后,该材料仍具有和初始状态一样的分离效果。

“这一研究为发展高效、耐用型的手性固定相,及拓宽共价有机框架材料在手性分离、手性催化方面的应用提供了巨大的潜力。”陈瑶介绍,新材料具有完全自主知识产权,它的应用可大幅降低分离柱的造价,打破进口依赖,也将大大降低手性药物的生产成本。

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