基于质谱的宿主细胞蛋白分析：原理、流程与优势

在生物制药领域，重组蛋白类药物（如单克隆抗体、融合蛋白）在哺乳动物细胞（如CHO细胞）中表达和纯化过程中，常常会引入一种不可忽视的杂质——宿主细胞蛋白（Host Cell Proteins, HCPs）。这些HCPs若未能在下游纯化中彻底去除，可能引发免疫原性、影响药物稳定性，甚至危及患者安全。因此，精准识别与定量HCPs，是保障生物药质量与安全性的关键环节。

 

一、为什么选择质谱分析HCP？

传统HCP检测多依赖ELISA（酶联免疫吸附试验），虽具有高通量和较低成本优势，但存在如下局限：

1、抗体覆盖率有限：ELISA依赖抗体识别，容易遗漏未被抗体覆盖的HCP。

2、定性而非全面定量：ELISA无法提供单个HCP的具体信息。

3、缺乏物种特异性信息：难以识别来源明确的宿主蛋白。

相比之下，基于质谱（Mass Spectrometry, MS）的HCP分析技术正在成为一种更具前瞻性和数据丰富度的解决方案。

 

二、基于质谱的HCP分析原理

质谱是一种通过测量带电离子质荷比（m/z）来实现分子鉴定与定量的高通量技术。在HCP分析中，常采用的是LC-MS/MS（液相色谱-串联质谱）平台，主要分为以下几个关键步骤：

1、样本蛋白酶解

通常采用胰蛋白酶对样品中的蛋白进行酶解，生成可供质谱分析的肽段。这一过程对于后续识别HCP至关重要。

 

2、液相色谱分离

酶解产物通过高效液相色谱（HPLC）分离，减少肽段的复杂性，提高质谱检测的灵敏度。

 

3、串联质谱检测

在Orbitrap、Q-TOF等高分辨率质谱平台上进行MS/MS检测，通过碎片谱图反推肽段序列，实现蛋白的定性与定量。

 

4、数据分析与数据库比对

利用专业软件（如MaxQuant、Proteome Discoverer）将采集到的MS/MS数据与宿主物种数据库进行比对，精确鉴定各个HCP的身份及丰度。

 

三、标准化HCP质谱分析流程

为实现高重现性与可比性，百泰派克生物科技采用严格标准化的HCP-MS分析流程，涵盖以下关键环节：

1、样品前处理

 

• 降解/变性：破坏蛋白高级结构，提升酶解效率；
• 还原/烷基化：消除二硫键干扰，保护肽段完整性。

 

2、蛋白质酶解

 

• 采用优化酶解条件，确保宿主蛋白与药物蛋白共同酶解，提高整体检出率。

 

3、高分辨质谱检测

 

• 结合Orbitrap Exploris 480等先进设备，实现ppb级灵敏度检测；
• 支持DDA（数据依赖采集）与DIA（数据独立采集）双模式，满足不同研究需求。

 

4、数据处理与注释

 

• 通过内建数据库比对，识别出宿主物种特有蛋白；
• 提供蛋白级别与肽段级别的双重定量数据。

 

四、基于质谱的HCP分析优势详解

此外，质谱还支持在不同生产阶段进行动态监测，例如：

 

• 发酵上清中HCP谱图分析；
• 纯化前后HCP残留对比；
• 工艺变更前后HCP组成稳定性评估。

 

五、应用场景：从研发到临床全流程支持

1、工艺开发阶段

比较不同表达系统、培养基或纯化工艺对HCP谱图的影响。

 

2、质量控制阶段

作为ELISA的补充手段，识别免疫盲区中的潜在风险HCP。

 

3、申报注册阶段

提供FDA审评支持的数据报告，提升审查通过率。

 

六、百泰派克生物科技：值得信赖的HCP质谱检测合作伙伴

在HCP检测领域，百泰派克生物科技凭借丰富的蛋白质组学经验与先进的质谱平台，为客户提供从方法开发、样本检测到数据解读的一站式解决方案。我们的优势包括：

1、超灵敏质谱平台：Orbitrap、TripleTOF 等旗舰设备配置；

2、资深分析团队：拥有10年以上蛋白质组学研究背景；

3、定制化报告输出：符合中英文申报规范，直观展示关键数据；

4、灵活支持多种样本类型：发酵液、纯化样品、终产品均可适配。

 

随着生物制药行业对质量与安全的监管日趋严格，基于质谱的宿主细胞蛋白分析正成为HCP监测领域的重要趋势。其全面性、灵敏性与高分辨率能力，为生物药开发者提供了qiánsuǒwèiyǒu的蛋白质层面洞察。百泰派克生物科技，致力于用前沿的蛋白组学技术，赋能生物药研发与质控。若您在HCP检测、质谱分析或蛋白组学研究中有任何需求，欢迎联系我们获取定制化服务方案。

 

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百泰派克生物科技特色项目

 

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

 

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

 

 

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

 

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

 

 

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

 

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

 

 

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

 

 

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

 

 

百泰派克生物科技七大检测平台

 

 

 

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!