小MALDI大用处｜“减肥明星药”司美格鲁肽的生产合成质控

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导读

2021年6月，诺和诺德公司研发的司美格鲁肽注射液（商品名：Wegovy）作为减肥药治疗肥胖症在美国正式获批。由于其出色的减肥效果及良好的安全性[1-2]，司美格鲁肽很快风靡全球，成为2022年销售额最高的多肽药物。据悉，司美格鲁肽在中国的核心专利将于2026年3月到期，国内已有多家企业竞相开始司美格鲁肽仿制药的研发。在司美格鲁肽的合成过程中，合成前体、合成中间体、终产物的分子量、纯度以及杂质组成情况的确认是关键的质量控制环节，基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）因其分析速度快、结果简单直观、分析质量范围宽、操作简便等特点，非常适合多肽药物分子量及杂质分析。

司美格鲁肽合成过程

司美格鲁肽（Semaglutide，又叫索马鲁肽）由31个氨基酸组成，通常按照半重组法进行合成，先经酿酒酵母重组表达获得GLP-1类似物前体分子，再对GLP-1骨架第26位的赖氨酸连进行修饰，然后将其与包含非蛋白氨基酸的N端氨基酸突出端进行偶联，获得最终产物。

小MALDI大用处 MALDI-8030

MALDI-8030是一款体积紧凑的台式双极性MALDI-TOF 质谱仪，在线性模式下与传统大型MALDI-TOF质谱仪具有同等性能。通过采用200 Hz固态激光器以及在保持检测部位真空度的情况下更换样品靶板（加载锁定室），可进行快速检测。除配备全自动离子源清洗装置外，还采用无油隔膜泵设计，维护少、简单易用，分子量检测范围宽，适合MALDI源下各类样品的分子量检测及杂质分析。

台式MALDI-TOF质谱仪MALDI-8030

MALDI-TOF MS分析多肽药物分子量及杂质的方案特点：

l                      软电离技术，质谱图中以单电荷峰为主，图谱简单，易于解析

l                      分析质量范围宽，从几十到几十万道尔顿均可分析

l                      分析速度快，5-10秒可分析一个样品，能够进行高通量检测

l                      灵敏度高，所需样品量较少，样品量低至amol级

l                      前处理简单，无需液相分离。

药物测试案例分享

司美格鲁肽合成中间体及制剂分子量检测结果

u                      GLP-1类似物前体分子

由酵母重组表达的GLP-1类似物前体分子应用MALDI-8030检测到m/z 3176.23的离子峰，与[M+H]+理论值m/z 3176.52相符，图谱上未观测到明显杂质，样品纯度较好。

酵母重组表达的GLP-1类似物前体分子的质谱图

u                      前体分子衍生物

前体分子衍生物样品检测到前体分子（m/z 3176.28）、前体分子衍生物（m/z 3891.99）以及合成副产物（m/z 3275.49、m/z 3354.49等）的质谱峰，表明肽段修饰成功，但反应不完全。

前体分子衍生物的质谱图

u                      偶联后终产物

前体分子衍生物与N端氨基酸突出端偶联后的产物检测到m/z 3892.54与m/z 4114.66的离子峰，分别对应前体分子衍生物与偶联后司美格鲁肽目标产物，表明肽段偶联成功，但含较多副产物。

偶联后终产物的质谱图

u                      司美格鲁肽制剂

司美格鲁肽制剂应用MLADI-8030检测到m/z 4114.38、m/z 2057.88、m/z 8228.42的离子峰，分别对应化合物的[M+H]+、[M+2H]2+与[2M+H]+形式，药物纯度较好。

市售司美格鲁肽注射液的质谱图

结语

应用台式基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱MALDI-8030对司美格鲁肽在研合成中间体、制剂产品进行分子量及杂质检测，无需液相分离以及复杂的解卷积等数据分析操作，分析速度快，结果简单、直观，通过质谱图中信号离子的质荷比的大小与分布，可快速确认多肽的精确分子量、合成效果及杂质组成情况，为多肽药物合成的质量控制、生产工艺的优化与调整提供参考与依据。

参考文献

1、Mark M Smits, Daniël H Van Raalte. Safety of Semaglutide. Front Endocrinol (Lausanne). 2021 Jul 7:12:645563.

2、John W, Rachel B, Salvatore C, et al. Once-Weekly Semaglutide in Adults with Overweight or Obesity. N Engl J Med. 2021 Mar 18;384(11):989-1002.

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