引言
面对GLP-1多肽纯化中杂质谱复杂、纯度与收率难以兼顾、工艺放大稳定性要求高等挑战,色谱填料的选择成为工艺成败的关键。汉德科技针对多肽药物的分离需求,推出两款经典反相色谱填料——Nucifera C8与Hedera C18,为助力GLP-1药物的生产,文中列举GLP-1药物生产真实成功案例以及相关色谱填料产品,以供参考。
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一、GLP-1受体激动剂概述
GLP-1受体激动剂是一类通过模拟胰高血糖素样肽-1(GLP-1)生理作用发挥降糖与减重效果的多肽药物。近年来,该品类在全球医药市场持续引领增长。在中国市场方面,我国2021年糖尿病患者达1.41亿(IDF 官方统计),居全球首位;国内成人超重肥胖率早在2020年已突破50%,2025年持续走高,多家机构测算,若无有效干预,2030年国内成人超重肥胖率或将升至60%以上。据弗若斯特沙利文预测,2030年中国GLP-1市场规模将超600亿元。Insight数据库显示,全球近300个GLP-1项目处于临床前至批准上市阶段,赛道热度持续攀升。
在已上市产品中,司美格鲁肽2025年全球销售额超过350亿美元;替尔泊肽作为GIP/GLP-1双靶点激动剂,凭借优异的减重数据后来居上,凭借365.07亿美元的销售数据一举拿下“药王”宝座。
二、GLP-1多肽生产工艺
目前GLP-1多肽原料药的主流制备路线包括化学合成法(固相合成SPPS与液相缩合相结合)和半合成法(发酵表达前体+化学修饰)。
司美格鲁肽采用半合成路线:先通过酿酒酵母重组表达获得GLP-1类似物前体分子,再对第26位赖氨酸进行化学修饰,最后与含非蛋白氨基酸的N端突出端偶联得到终产物(参考专利CN101910193)。
替尔泊肽含39个氨基酸,采用固相合成与液相缩合相结合的路线:先以固相法分别合成四个片段(1-14、15-21、22-29、30-39),再经三步液相缩合依次拼接为完整肽链。
工艺难点:
合成效率随链长递减:每轮偶联反应难以达到100%,当氨基酸数超过30个后,微量未反应位点的累积将导致目标肽在全长产物中的占比显著下降。
副产物谱系复杂:粗品中常含有缺失序列(缺一个或多个氨基酸残基)、截短片段、脱保护不完全产物、氧化副产物及非对映异构体等。这些杂质与目标肽的理化性质极为接近——分子量相差可能仅为一个氨基酸残基(约100Da),疏水性和电荷特征几乎重叠,对分离纯化构成极大的技术挑战。
医用级别要求高:GLP-1多肽药物属于化学合成或半合成的多肽类药物,根据《中国药典》及相关ICH指导原则,多肽原料药的纯度一般要求不低于98.5%,单个杂质通常需控制在0.5%以下,部分品种要求单杂<0.1%。对于分子量较大、杂质谱复杂的GLP-1多肽而言,达到这一标准需要高效的分离纯化工艺支撑。
工业化放大要求严苛:从实验室到公斤级甚至吨级生产,填料需在数百次重复使用中保持稳定的分离性能和机械强度,对填料的批间一致性和使用寿命提出了高要求。
三、GLP-1纯化案例
案例1:替尔泊肽纯化
纯化要求:纯度>99%,单杂<0.3%
设备:u8集团网站 NP7000-NU3000 制备液相系统
填料:Nucifera C8,10 μm
规格:10×250 mm
样品:替尔泊肽全合成粗品,纯度87.06%
粗品检测
一纯制备图谱:
检测结果
二纯制备图谱:
检测结果:
原料全合成粗品初始纯度为87.06%,采用Nucifera C8填料搭配两步反相色谱纯化工艺,可有效提升目标产物纯度,实现粗品的精细化分离纯化。
案例2:司美格鲁肽纯化
纯化要求:纯度>99%,单杂<0.3%
设备:u8集团网站 NP7000-NU3000 制备液相系统
填料:Hedera C18,10 μm
规格:10×250 mm
样品:司美格鲁肽粗品,纯度59.75%
制备谱图
粗品检测谱图
纯化样品检测谱图
司美格鲁肽粗品初始纯度59.75%,样品中含有多支含量超6%的杂质峰。试验选用Hedera C18反相填料开展一步纯化,纯化后样品纯度可达到99.8%以上,单一杂质能够控制在0.1%以内,试验数据体现出该填料在复杂多肽除杂上具备不错的应用效果。
案例3:某GLP-1项目
纯化要求:纯度>99%,单杂<0.5%,收率>80%
纯化设备:汉凰Bio-Lab 30
色谱柱:Nucifera C8,10 μm
规格:10×250 mm
载样量:13 g/L
单针制备图谱
500 cycle寿命测试叠加图
Nucifera C8对某GLP-1项目填料寿命测试共500 cycle(暂未拆柱重装),纯化UV谱图基本重叠,峰形符合预期,洗脱压力均小于4 Mpa,柱效结果拖尾因子均在1.4-1.5范围,理论塔板数39000 N/m,产品质量符合要求。
围绕司美格鲁肽与替尔泊肽的精制纯化开发工作,Nucifera C8及Hedera C18两款反相填料已完成多项工艺落地验证。实测数据表明,依托两款填料的分离特性,纯化后多肽成品纯度可达99%以上,整体收率高于70%;填料经过500次连续循环使用仍可维持合格的分离效果,凭借稳定的纯度、收率与耐用表现,为各类多肽纯化工艺落地提供了稳妥的填料选型方案。
四、明星填料推荐
Nucifera C8 色谱填料
采用特殊表面键合工艺与高惰性封尾技术,可有效抑制残余硅羟基对酸性、碱性及金属螯合物的非特异性吸附。基于全多孔球形硅胶基质,载样量高、分离度好,提供5 μm(分析级)、7 μm(半制备级)和10 μm(制备级)多种粒径。在姊妹柱Nucifera C18(碳含量18±1.5%)或C4(碳含量7±0.5%)上可灵活调整保留行为,提高方法开发效率。严格的生产工艺保障批间一致性,适用于化学合成多肽的精纯。
Hedera C18 色谱填料
基于进口超纯全多孔球形硅胶,平均孔径10 nm,机械强度高,耐反复装柱。采用特殊表面键合与高惰性封尾技术,显著降低硅羟基活性,减少非特异性吸附。粒径分布窄、背压低,固定相确定后保留能力不随粒径变化,便于从分析到制备的无缝放大。良好的批间重现性使其广泛用于质量控制和研发分析。
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GLP-1纯化工艺与填料推荐
基于不同工艺路线,我们提炼出以下GLP-1类产品纯化工艺推荐:
注:汉德科技还可为您提供不同尺寸的预装柱。更多规格型号或定制,请联系我们。
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