N-Linked Glycans Analysis of Monoclonal Antibodies, Biosimilars, and Glycoproteins with High Resolution Mass Spectrometry and Fluorescence Detection using Restek’s Raptor Polar X Column and Protein Metrics’ Software Suite

Aplikace | 2020 | ShimadzuInstrumentace
HPLC, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Farmaceutická analýza
Výrobce
Shimadzu

Význam tématu


Analýza N-vázaných glykosidických přívěsků u monoklonálních protilátek a biosimilars je klíčová pro zajištění jejich stability, rozpustnosti a správné biologické aktivity. Různá glykosylace může ovlivnit farmakokinetiku, imunogenitu a efektivitu terapeutických proteinů, což z ní činí jednu z hlavních kritických kvalitativních atribut (CQA) v procesu vývoje a výroby bioterapeutik.

Cíle a přehled studie / článku


Studie se zaměřila na:
  • Vyvinutí robustní metody oddělení a identifikace N-vázaných glykánů u modelových proteinů (RNase B), referenčního monoklonálního protilátkového standardu NIST mAb a biosimilárního léku Avastin.
  • Optimalizaci chromatografie použitím Restek Raptor Polar X kolony kombinující iontovou výměnu se HILIC retencí.
  • Posouzení hmotnostní přesnosti Q-ToF spektrometru Shimadzu LCMS-9030 a využití softwarového workflow od Protein Metrics pro automatizovanou analýzu glykánů.

Použitá metodika a instrumentace


Metoda zahrnovala:
  1. Deglykosylaci proteinů pomocí enzymu PNGase F v pufru ammonium hydrogenuhličitanu.
  2. Odstranění uvolněných glykánů extrakcí na C4 ZipTip pipetových hrotech a vysušení.
  3. Fluorescenční značení procainamidem a čistění na SPE sacharidových cartrech.
  4. Chromatografii na Raptor Polar X kolóně se zásadní hybnou fází: mobilní fáze A (0,5 % kyselina mravenčí ve vodě), B (90:10 acetonitril:voda s 20 mM amonnou formiátovou pufrovací solí, pH 3), gradient 88→10 % B při 0,4 mL/min, 40 °C.
  5. Detekci fluorescencí (Ex 310 nm, Em 370 nm) a vysokorozlišovací Q-ToF MS v módu DDA (m/z 500–2200).

Hlavní výsledky a diskuse


Chromatogramy modelového RNase B prokázaly vynikající baseline separaci vysokomanózových glykánů Man5–Man9. U monoklonálního standardu NIST mAb a Avastinu biosimiláru byly rozlišeny a identifikovány komplexní a hybridní glykány včetně fukozylovaných a galaktosylovaných forem. Všechny analyzované glykány vykázaly hmotnostní odchylku menší než 5 ppm (u NIST mAb max. 6 ppm). Normalizované plochy chromatogramů byly znázorněny jako koláčové diagramy pro srovnání relativní distribuce glykánových forem mezi vzorky. MS/MS fragmentační spektra klíčových glykánů potvrdila charakteristické fragmenty tetrapentasacharidového jádra.

Přínosy a praktické využití metody


Tato analytická workflow umožňuje:
  • Rychlé a citlivé profilování glykánových forem u terapeutických protilátek a biosimilars.
  • Splnění požadavků kvalitativních atribut pro procesní validaci (QbD).
  • Automatizovanou analýzu a reporting díky softwaru Protein Metrics Detached Glycan, integrující výsledky chromatografie a MS.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekávané směry rozvoje zahrnují:
  • Rozšíření na komplexní glykoproteomiku s integrovaným online odběrem vzorku a digesčními moduly.
  • Využití umělé inteligence pro predikci a kvantifikaci neznámých glykánových forem.
  • Implementaci nativní MS pro analýzu intaktních protilátek a jejich glykovariant.
  • Standardizaci metodiky pro regulované prostředí QA/QC.

Závěr


Kombinace Raptor Polar X kolony a vysokorozlišovacího Q-ToF MS poskytuje robustní platformu pro detailní charakterizaci N-vázaných glykosidů na monoklonálních protilátkách a biosimilars. Výsledky potvrzují vysokou hmotnostní přesnost, citlivost a reprodukovatelnost metody, což přispívá k efektivnímu monitorování CQA v biotechnologické výrobě.

Reference


  1. Shen, H. et al. Development and validation of therapeutic antibodies. Journal of Biomedical Science. 2019;26:92.
  2. Smith, J. Defining critical quality attributes in the pharmaceutical manufacturing process. GxP-cc News. 2014.
  3. Shimadzu Application Note LCMS-103: NIST mAb Workflow QToF.
  4. Ludger Procainamide Glycan Labeling Kit User Guide. Ludger Ltd. 2020.
  5. Supelco Discovery Glycan SPE Tubes Technical Bulletin. Sigma-Aldrich. 2019.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

N-glycan Profiling of monoclonal Antibody (mAb) on Nexera Bio UHPLC Coupled with Fluorescence Detector and Q-TOF Mass Spectrometer
N-Glycan Analysis: Better Together - Agilent and ProZyme sample preparation workflow
Agilent Biocolumns - Glycan Analysis - Application Compendium
A Comprehensive N-Glycan Profiling Analysis of Bevacizumab Biosimilar by UHPLC with Fluorescence Detection and Q-TOF Mass Spectrometry