Comparison of Tandem and High Resolution Mass Spectrometry for the Quantification of the Monoclonal Antibody, Trastuzumab in Plasma

Význam tématu

Rozvoj proteinových léčiv, zejména monoklonálních protilátek, vyžaduje spolehlivé bioanalytické metody k měření jejich koncentrace v biologických vzorcích. Kvantifikace mAb pomocí LC-MS přináší výhody v citlivosti, selektivitě a možnosti souběžně získat kvalitativní i kvantitativní data. Zvláště vysoko-rozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) nabízí detailní rozlišení signálů, což zlepšuje poměr signál/šum a rozšiřuje aplikační potenciál v bioanalytice.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo porovnat kvantitativní výkon tandemového kvadrupolu Xevo TQ-XS a kvadrupol-TOF hmotového spektrometru Xevo G2-XS QTof pro stanovení trastuzumabu v plazmě s využitím surrogate peptidového přístupu. Studie hodnotila limity kvantifikace, linearitu, přesnost a robustnost obou systémů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek plazmy byl imunopurifikován na Protein A destičce, poté digesce proteázou trypsinem a čistění peptidů pomocí µElution SPE. Separace proběhla na ACQUITY UPLC H-Class s kolonkou Peptide BEH C18 v gradientu 5–50 % acetonitrilu s 0,1 % kyseliny mravenčí za 8 minut.
Pro kvantifikaci byly vybrány peptidy FTISADTSK a DTYIHWVR. Analýza na Xevo TQ-XS probíhala v režimu MRM. Na Xevo G2-XS QTof byly testovány tři módy: Tof-MRM s targetem fragmentu, Tof-MRM s targetem prekurzoru a full scan > prekurzor.

Použitá instrumentace

• Waters ACQUITY UPLC H-Class
• ACQUITY UPLC Peptide BEH C18 Column
• Xevo TQ-XS Tandem Quadrupole MS
• Xevo G2-XS QTof Quadrupole Time-of-Flight MS
• ProteinWorks eXpress Digest Kit
• µElution SPE Clean-up Kit

Hlavní výsledky a diskuse

Tandemový kvadrupol dosáhl LLOQ 10–25 ng/mL a linearity ≥4,3 dekády. U HRMS byly nejlepší výsledky v režimu Tof-MRM s LLOQ 25–50 ng/mL a linearitou ≥4,0 dekády. Oba systémy prokázaly vysokou opakovatelnost: QC vzorky měly přesnost 85–115 % a variabilitu % CV pod 15 %. HRMS navíc umožnilo záznam full scan spekter, což přidává kvalitativní rozměr bez kompromisů v kvantifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a široký dynamický rozsah pro stanovení nízkých koncentrací mAb
• Vysoko-rozlišovací režimy zlepšují selektivitu a poměr signál/šum
• Možnost získat kvalitativní data v jednom běhu bez dodatečných analýz
• Rychlý vývoj metody díky peptidovému přístupu a modulární přípravě vzorku

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší adopce HRMS v bioanalytice pro simultánní kvantifikaci více biologických látek a identifikaci metabolitů. Integrace full scan režimů do rutinních protokolů, automatizace přípravy vzorků a kombinace s datově řízenými přístupy (DIA) rozšíří možnosti multiplexních a komplexních analýz.

Závěr

Porovnání ukázalo, že Xevo G2-XS QTof v režimu Tof-MRM nabízí citlivost a robustnost plně srovnatelnou s tradičním tandemovým kvadrupolem Xevo TQ-XS. HRMS pak navíc obohacuje bioanalytiku o kvalitativní informace bez ztráty kvantitativního výkonu.

Reference

Mary Lame, Caitlin Dunning, Yun Alelyunas, Mark Wrona: Comparison of Tandem and High Resolution Mass Spectrometry for the Quantification of the Monoclonal Antibody Trastuzumab in Plasma, Waters Corporation, 2018