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Anal. Chem.:张真庆团队基于色谱拟合和质谱归属校正的“Glycomapping”软件应用于低分子量肝素糖谱分析

来源:苏州大学      2022-10-19
导读:近日,苏州大学张真庆教授课题组在Analytical Chemistry上发表了封面论文:基于色谱拟合和质谱归属校正的“Glycomapping”软件应用于低分子量肝素糖谱分析, 该论文最大的亮点是自主开发出“Glycomapping”软件用于低分子量肝素乃至更多糖类药物的糖谱分析,一方面基于分子排阻色谱,通过迭代拟合重构多糖分离分析;另一方面通过色谱拟合后各条糖链准确的保留时间识别矫正或剔除假阳性质谱数据,完成质谱数据归属,最终实现复杂多糖,特别是低分子量肝素组成和结构的准确、自动化定性定量分析。

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肝素及低分子量肝素是一类有着悠久历史的糖类药物,同时也是目前临床上依然广泛应用的重要抗凝药物,其抗凝活性与其分子量分布、寡糖组成、硫酸化位点、硫酸化程度等结构相关。然而,其结构分析的难度一直是该领域的难点,在此之前的肝素及低分子量肝素完整的结构序列分析方法均有局限,这极大地限制了我们对该产品更深入的了解和应用。

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Glycomapping软件应用于低分子量肝素糖谱分析示意图

本论文中提到的“Glycomapping”为张真庆课题组开发具有自主知识产权的软件,该工作首先利用超高效分子排阻色谱(UPSEC)对以低分子量肝素为代表的糖类药物进行分离;在此基础上利用“Glycomapping”软件并结合HPSEC色谱行为稳定、可预测的特点,通过重复迭代拟合,重构多重峰的分离色谱图,使未分离峰、肩膀峰以及隐藏峰全部达到基线分离效果;最后“Glycomapping”软件基于“从头预测”策略构建的肝素多糖、寡糖理论数据库,利用拟合后不同聚合度寡糖组分的准确色谱保留时间对质谱实验数据与理论数据库的匹配进行限制,识别矫正并去除假阳性质谱信号,完成质谱数据的正确归属。

“Glycomapping”软件基于超高效液相-质谱联用技术,可自动化进行糖谱分析,实现了低分子量肝素的全组分分离与定性定量分析。该软件成功实现了依诺肝素钠、那屈肝素钙、达肝素钠等系列低分子量肝素的糖谱分析;并成功应用于不同来源、不同生产工艺的依诺肝素钠样品质量的一致性评价,为肝素、硫酸软骨素、硫酸化岩藻聚糖等其他复杂多糖的结构解析及全组分定性定量分析提供了新的可行策略。同时,该软件为复杂多糖的自动结构分析提供了可行策略,具有巨大的商业化价值,自动结构分析在制药、食品等行业中的产品一致性评价上具有非常重要的意义和巨大的潜力,期待这种新的结构分析技术的应用和推广,大幅提高产品一致性评价的效率和准确性,为更多新产品的开发提供结构分析的技术支持。

相关论文发表在Analytical Chemistry上,苏州大学硕士研究生闫娜为文章的第一作者,张真庆教授和易琳助理研究员为共同通讯作者。

作者:Na Yan(闫娜), Feifan Song(宋非凡), Yilan Ouyang(欧阳艺兰), Duxin Li(李笃信), He Tian(田禾), Lin Yi*(易琳), Robert J. Linhardt, Zhenqing Zhang* (张真庆)

第一作者信息:

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闫娜,苏州大学药学院2019级硕士研究生。2019年本科毕业于苏州大学药学院中药学系。曾荣获苏州大学校级优秀研究生、苏州大学“协鑫奖”奖学金、苏州大学“和合”奖学金、2017 至 2018 学年度国家奖学金、苏州大学学业奖学金特等奖、百拓&安捷伦杯”生物医药色谱分析技术全国公开挑战赛优胜奖、苏州大学优秀毕业生等。参与发表SCI论文6篇,其中以第一作者在Analytical Chemistry、Food Chemistry发表SCI论文两篇;申请专利6项,授权5项。

通讯作者信息:

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张真庆,苏州大学特聘教授,博士研究生导师。获江苏省特聘教授、江苏省特聘教授、江苏省双创人才、江苏省六大高峰人才等荣誉,现任CDE糖类药品评审专家,担任中国药学会药分委员会专家委员等多项职务。他从事糖类药物研究逾20年,在糖类药物的分析方法学、质量控制、结构解析、活性研究等领域取得丰硕成果。先后发表SCI论文近百篇,包括Nature Biotech、JACS、PNAS、Anal. Chem等领域顶级期刊;申请专利逾50项,授权专利近20项;协助逾十家企业完成了多个品种肝素类药物的一致性研究;领衔GV-971结构、工艺、质量、体内药动学等研究助力GV-971的上市。

主要研究方向:肝素类药物糖组学研究、糖药物结构及质量控制、糖药物与免疫、神经退行性疾病等构效关系研究。

主页链接:http://pharm.suda.edu.cn/93/a3/c28908a496547/page.htm

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易琳,苏州大学助理研究员。2014年毕业于苏州大学药学院,获学士学位;2020年毕业于苏州大学药学院,获药物分析学博士学位;期间2018年至2020年获留学基金委国家公派项目资助,赴美国北卡罗莱纳大学教堂山分校药学院联合培养;2020年9月进入苏州大学药学院工作。主持国家自然科学基金、江苏省“双创博士”、依诺肝素钠序列分析及与PF4相互作用研究(横向)等项目;以第一作者和通讯作者在Analytical chemistry、Carbohydrate Polymers,、Journal of Chromatography A、Journal of the American Society for Mass Spectrometry等本领域权威期刊发表SCI论文逾20篇;申请专利10项、授权专利7项。主要研究方向:糖胺聚糖结构与活性研究、天然多糖序列结构解析及免疫调节的构效关系研究。

出版信息:

Anal. Chem. 2022,94, 38, 13000 

Publication Date: September 14, 2022

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c01579

Copyright © 2022 American Chemical Society

参考资料:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTQ1MDQ1Ng==&mid=2651219310&idx=1&sn=a03a344659c05e2c35ea9d78388f7966&chksm=84dfaf59b3a8264f2c6fb95d6e57bab65ccb82247d545d3d5742875ec239fc685599a44f403f&token=34214069&lang=zh_CN#rd

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