分析型超速離心機(jī)AUC

Analytical Ultracentrifuge

在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力作用下，分子量或構(gòu)型不同的分子在溶液中的沉降系數(shù)不同，從而呈現(xiàn)出不同的沉降速度和濃度分布特性。分析超離的控制系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)掃描分子在離心過(guò)程中的沉降過(guò)程，并根據(jù)掃描所取得的數(shù)據(jù)計(jì)算出分子的特性(如圖1)。分析超離的分析方法主要有沉降速率（Sedimentation Velocity）和沉降平衡（Sedimentation Equilibrium）兩種。

圖1

沉降速率是一項(xiàng)流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)。沉降速率實(shí)驗(yàn)中，樣品被高速旋轉(zhuǎn)，溶質(zhì)分子向樣品池底部移動(dòng)，通過(guò)記錄的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)定溶質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的速率。運(yùn)動(dòng)速率用沉降系數(shù)表示，它取決于分子量、分子形狀或構(gòu)象。對(duì)于不同組分的樣品，可根據(jù)不同的沉降系數(shù)檢測(cè)出每個(gè)組分。此方法主要用于獲取樣品的沉降系數(shù)、摩擦比（形狀、直徑）和表觀分子量。

圖2

沉降平衡是一項(xiàng)熱力學(xué)技術(shù)。沉降平衡試驗(yàn)在較低的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，當(dāng)沉降作用與擴(kuò)散作用達(dá)到平衡時(shí)測(cè)定分子平衡濃度的分布。在平衡狀態(tài)下，濃度的分布只決定于質(zhì)量，而與分子的形狀無(wú)關(guān)。此方法可準(zhǔn)確計(jì)算出樣品的分子量和結(jié)合/解離常數(shù)。

圖3

通過(guò)以上兩種分析，控制系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)掃描分子的沉降和平衡分布過(guò)程，并根據(jù)掃描數(shù)據(jù)計(jì)算其他參數(shù)，從而推斷各種分子的特性及其之間的相互作用關(guān)系。AUC已被廣泛應(yīng)用于科研和藥物研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)控等的各個(gè)領(lǐng)域，包括：

• 兩個(gè)至多個(gè)分子的相互作用（蛋白與蛋白、蛋白與小分子等）

• （抗體）自聚合研究

• 蛋白質(zhì)聚集和降解（質(zhì)保），病毒組裝

• 分子構(gòu)象

• 亞基結(jié)合比例(stoichiometry)

• 蛋白結(jié)晶條件篩選

• 納米材料制備和分析

• 藥物配方研發(fā)（pH、離子強(qiáng)度、濃度、溫度……）

• 批次一致性分析（純度、QA & QC、工藝穩(wěn)定性）

• 小分子和蛋白藥物篩選

AUC的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)可簡(jiǎn)單概括為：

• 樣品無(wú)需標(biāo)記或固定，用量少，幾乎無(wú)使用成本，操作簡(jiǎn)單

• 在原始溶液中測(cè)定，接近生理?xiàng)l件，假陰/陽(yáng)性低

• 數(shù)據(jù)精確，分辨率高，結(jié)果可重復(fù)性高

• 可用于自聚集和多位點(diǎn)相互作用系統(tǒng)測(cè)定

• 基于沉降系數(shù)S或分子量MW測(cè)定，分析范圍廣（幾百至幾兆道爾頓)，同時(shí)可獲得分子形態(tài)等的數(shù)據(jù)

• FDA蛋白、抗體類(lèi)藥物申報(bào)的金標(biāo)準(zhǔn)