在多肽相關研究中，通過固相多肽合成（SPPS）和多肽純化的方法，我們可以獲得高質量的多肽。但是，在實際應用中，特別是在癌癥免疫治療方面，我們通常需要快速獲得一批新抗原肽，以縮短藥物生產周期，而傳統方法耗時長效率低。因此，在保證獲得高質量新抗原肽的同時，進一步縮短獲得新抗原肽的時間，成為多肽研究新的挑戰和目標。

傳統研究方法中多肽合成和純化兩個流程是分開進行的。對于需要一次獲得大量的新抗原肽而言，傳統固相多肽合成（SPPS）方法批量合成多肽的過程耗時較長，而且，傳統的多肽純化方法——高效液相色譜法（HPLC），單次只能純化一個多肽，批量多肽的純化需要依次進行，并且大多數新抗原肽是中長肽或疏水性強的復雜多肽，這對HPLC而言是一大挑戰。所以，傳統多肽研究方法獲得大量新抗原肽的總體效率和質量都不高。

本文提出一種腫瘤新抗原肽合成和純化一體化解決方案，¹該方案在同一臺儀器上將多肽合成和純化的過程結合，利用一種全新的多肽純化方法，實現高通量復雜多肽的平行純化。這種一體化解決方案，一方面可以極大縮短批量獲得新抗原肽的時間，不到24小時即可獲得6個純化后的多肽，另一方面還極大提高復雜肽純化的純度和質量，單次純化平均純度高達84%。

PurePep解決方案關鍵點
1 感應加熱合成多肽
本研究選擇了17個不同疏水性和長度的新抗原肽（P01-P17），包括6個已有文獻記載的合成和純化都具有很大挑戰性的困難多肽（P12-P17）。^2,3合成（0.1mmol）步驟如下：

• 偶聯：加入DIC/Oxyama，90℃條件下反應3分鐘；
• 封端：加入Ac₂O/Pyr，50℃條件下反應2分鐘；
• Fmoc-脫保護：加入DMF/Pip，90℃條件下反應1分鐘。

表 1 本研究中使用的新抗原肽序列。*指在室溫下進行的合成

2 自動PEC多肽純化

• PEC-Linker在同時加入Oxyma/DMF條件下，60℃反應15分鐘；
• TFA切割常溫下進行2小時（83:5:5:5:2 TFA/H₂O/PhSH/EDT/TIS）;
• PEC純化常溫下進行5.2小時（通用性方法）。

表 2 所有新抗原肽合成后產量和純度以及使用PEC純化后產量和純度（UV280）

3 利用HPLC進行精純

• Knauer Semi-prep. HPLC，15×2 cm C18柱；
• 2ml Loop進樣環，10-60％MeCN 30分鐘。

表 3 P12-P17肽在使用感應加熱-SPPS（IH）、IH+PEC、IH+HPLC和IH+PEC+HPLC后獲得的純度（UV280）。綠色表示IH-SPPS+HPLC具有更高的純度。³

PurePep解決方案優勢

1 PurePep Chorus快速合成多肽

• PurePep Chorus（圖1）結合感應加熱進行多肽合成（IH-SPPS），并且支持同一臺儀器上進行多肽切割和純化；
• 利用感應加熱每個合成循環17分鐘（圖2），每組5-6個肽的合成總時間為2.5-7.4小時（包括封端）；
• 感應加熱可合成常溫合成失敗的多肽（表3）。

圖 1 PurePep Chorus全自動多肽合成儀
 

圖 2 反應器感應加熱

2 PurePep Chorus自動純化多肽

• 使用PEC自動試劑盒（圖4）進行PEC正交純化，獲得PEC級肽，平均純度達到84%，高于HPLC（表2）；
• PEC純化法（圖6）允許使用DMSO或HFIP溶劑，從而可以進行從SPPS到純化的可靠處理；
• 在5.2小時內自動純化6個多肽，純化后的多肽儀器可自動收集（圖5），全過程實際手動操作的時間僅為36分鐘；
• PEC純化后結合HPLC進行精純（表3），平均純度大于90%，包括報道的低合成效率低純化效率序列。

圖 4 PEC自動純化試劑盒套件

圖 5 加載瓊脂糖的45 mL反應器，左側的收集瓶可收集純化的多肽
 

圖 6 PEC多肽純化化學反應步驟，利用通用PEC-連接子系統連接目標肽以及“Catch & Release"技術無痕安全釋放目標肽。

參考文獻
1. R. Zitterbart et al. Chem Sci 2021, 12, 2389
2. N Hilf et al. Nature 2019, 565, 240
3. N. L. Truex, B. Pentelute et al. Sci Rep 2020, 10, 723