一、研究背景与研究意义
多肽是由氨基酸通过酰胺键连接而成的重要生理活性物质,既是蛋白质的重要组成部分,其自身也能作为神经递质、激素等参与发挥重要的生理生化功能。例如多肽可作为分子探针的识别功能单元被广泛应用于生命活性分子的检测 ;利用多肽对于靶分子、靶组织和靶器官的特异性识别,发展以多肽为载体的药物靶向递送系统 ;使用多肽在生物材料领域构建的诸如纳米笼、纳米管、纳米纤维等结构的自组装体,具有催化、模拟生物分子结构等功能 ,在抗癌、抗病毒、抗心血管疾病的应用上有着良好的发展前景。
为了解决合成的多肽药物在临床应用中存在的稳定性差、血脑屏障通透能力差以及毒副作用等问题,通常在多肽的合成过程中需引入保护氨基酸对其进行结构改造,增加其临床应用价值。保护氨基酸,即指自身功能团与其他保护基团反应而封闭了氨基酸功能基团活性的氨基酸衍生物 。保护氨基酸是多肽及多肽药物的核心合成原料,大量应用于医药化工行业。
二、拟解决的研究问题
Fmoc-Arg(pbf)-OH中可能存在游离L-精氨酸,需对其进行限度控制。本课题实验中所用样品浓度拟定为80 mu;g/mL;根据设定的游离L-精氨酸限度(0.5%),计算出L-精氨酸限度浓度为400 ng/mL。通过建立Fmoc-Arg(pbf)-OH中游离L-精氨酸的LC-MS/MS测定法对三种不同批次的样品进行游离L-精氨酸的残留量检测,并进行了相应的方法学验证。
三、文献综述
1963年Merrifield提出多肽固相合成思想(Solid peptide phase synthesis,SPPS),建立了Boc固相法。Boc固相法的原理是将易酸解的Boc基团作为目标氨基酸N--保护基团,将此保护基团切除后目标氨基酸通过使用连接试剂或预先激活的氨基酸衍生物,与下一个被保护氨基酸相连形成多肽链。多肽链的C端与树脂相连,通过使用不同的连接剂而被切割成为多肽酸或多肽酰胺 。Boc固相法的缺点在于Boc基团的切除和肽基树脂的切除都需要使用强酸HF,而反复使用强酸脱肽会使得多肽复合物中易酸解的保护基团产生一些副反应。
1978年 Meienlofer和 Atherton等人采用Fmoc基团作为氨基保护基 ,成功的进行了多肽合成 。相比于Boc固相法,Fmoc法所采用的芴甲氧羰基(Fmoc)为碱敏感保护基,能在浓氨水或其他氨类的50%二氯甲烷中脱去 ,因此可避免使用危害性较大的强酸HF进行切肽,副产物少,收率高。此外Fmoc具有较强的紫外吸收,给仪器中多肽的自动合成与检测带来了极大的方便。因此Fmoc固相法更加受人们的重视,得到快速的推广普及 。多肽固相合成法在生物制药领域、蛋白质结构研究领域、免疫学研究领域呈现着不可比拟的优越性。
由于保护氨基酸的加入,合成多肽的基本结构单元除了20种天然氨基酸外还有众多的衍生物,其侧链基团结构差异大,且性质各异,在制备过程中偶联效率较低,极易发生氨基酸残基的消旋、敏感位点的修饰等副反应,多肽的高效合成和纯化鉴定是多肽的功能研究和生物化学应用上亟需解决的关键问题。
高效液相色谱法(High performance liquid chromatography,HPLC)是分离复杂样品的重要手段,具有效率高、检测速度快、灵敏度高以及应用范围广等特点;质谱(Mass spectrometry,MS)通过检测带电粒子的质荷比(Mass to charge ratio,m/z)而实现对化合物的结构鉴定,液相色谱-串联质谱联用既能充分发挥色谱对复杂样品的高效分离作用,同时还能利用质谱高选择性、高灵敏度检测及提供结构信息的能力,在多肽的分离、坚定、提纯中发挥着越来越重要的作用 。
精氨酸(Arg)是人体必需的氨基酸之一,也是合成多肽的重要原料。由于精氨酸呈碱性及含有多个官能团,给多肽药物的合成及提纯带来了极大的困难,因此必须对精氨酸的氨基和侧链胍基进行有效的保护。而目前市面上销售的N-芴甲氧羰酰基-2,2,4,6,7-五甲基二氢苯并呋喃-5-磺酰-L-精氨酸,简称Fmoc-Arg(pbf)-OH,是保护氨基酸中的一个重要产品,其市场需求量很大。目前对于Fmoc-Arg(pbf)-OH的质量检测标准及检测方法没有相应的国家标准及行业标准,然后需要引起人们关注的是Fmoc‐氨基酸衍生物中游离氨基酸的含量。这可能导致多结构的目标氨基酸掺入肽链。此外,游离氨基酸会影响长期储存,因为微量的游离胺会促进自动催化的Fmoc裂解 ,从而影响这种保护氨基酸产品的应用价值。
综上,Fmoc-Arg(pbf)-OH中可能存在游离L-精氨酸,需对其进行限度控制。本课题实验中所用样品浓度拟定为80 mu;g/mL;根据设定的游离L-精氨酸限度(0.5%),计算出L-精氨酸限度浓度为400 ng/mL。通过建立Fmoc-Arg(pbf)-OH中游离L-精氨酸的LC-MS/MS测定法对三种不同批次的样品进行游离L-精氨酸的残留量检测,并进行了相应的方法学验证。
四、研究方法与路径
本文将采用文献检索、查阅国内外有关文献,对有关器材的使用方法进行整理、分析。研究路径如图1所示。
通过查阅分析文献里的制备方法,设计自己实验的方法,并写出具体实验操作步骤和流程。
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