Oligonucleotide characterization for quality control and increased productivity by single quadrupole mass spectrometer with extended mass range

Aplikace | 2018 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
LC/MS, LC/SQ
Zaměření
Farmaceutická analýza
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Rychlá a spolehlivá kontrola kvality syntetických oligonukleotidů je klíčová pro biotechnologický výzkum, farmaceutický vývoj i diagnostiku. Klasická kvalitativní analýza pomocí UV detekce poskytuje jen omezené informace o hmotnosti a přítomnosti nečistot. Integrace hmotnostní spektrometrie (MS) s vysokým hmotnostním rozsahem do běžných UV QC metod zvyšuje přesnost potvrzení identity, kvantifikaci a detekci stopových nečistot, aniž by se výrazně prodloužila doba analýzy.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo ukázat, že připojení Thermo Scientific ISQ EM jednochromatického spektrometru s rozsahem m/z 10–2000 k existující UHPLC/UV QC metodě umožní rychlé potvrzení hmotnosti oligonukleotidů o délce 29–40 bp, odhad úrovně nečistot a kvantifikaci výtěžku v jednom běhu.

Použitá metodika a instrumentace


Chromatografie:
  • Reverzní fáze s iontovým párováním (TEA/HFIP) na polymerní kolonce DNAPac RP 2.1×10 mm.
  • Krátký gradient 15→60 % methanolu při 0,5 mL/min.
  • UV detekce při 260 nm pro kvantifikaci.

MS:
  • Thermo Scientific Vanquish Flex UHPLC s ISQ EM jednochromatickým spektrometrem (m/z 600–2000).
  • HESI zdroj, negativní režim, zdrojové podmínky optimalizované pro 0,5 mL/min.
  • Chromeleon™ 7.2.9 CDS pro řízení a zpracování dat.

Hlavní výsledky a diskuse


  • UV kalibrace 37mer oligonukleotidu v rozsahu 0,05–50 µM vykázala R2=0,9996.
  • MS kalibrace založená na XIC a SIM skenech pro -9 nábojový stav dosáhla R2 až 0,966.
  • Mass accuracy všech oligonukleotidů (29–40 mer) <±0,1 Da, RSD ≤0,02 %.
  • Detekce nečistot: N-1, depurinace, 2-cyanoethyl, isobutyryl, chloral a iontové addukty (K+, Na+, HFIP); odhad hladin nečistot 0,1–39 %.
  • Dobrá robustnost zdroje, nevyžadující čištění i po >100 injekcích.
  • Dostatečné zlepšení opakovatelnosti plošného integrálu při prodloužení doby equilibrace mezi injekcemi z 1 na 4,5 min.

Přínosy a praktické využití metody


Nasazení ISQ EM MS do UV QC protokolu umožňuje:
  • Okamžité potvrzení hmotnosti a identity oligonukleotidů.
  • Časově nenáročné odhalení a hrubé kvantifikace nečistot, které se chromatograficky nerezolvují.
  • Udržení stávajících eluentů a iontově párovacích podmínek.
  • Zefektivnění laboratorních QC workflow bez potřeby vysokoúrovňové MS expertízy.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se další rozšíření MS-based QC do automatizovaných linek pro syntézu oligonukleotidů, integrace s vysokorozlišovacími spektrometry pro detailnější identifikaci nečistot a aplikace ve vývoji nukleových acidových léčiv, vakcín a diagnostických metod.

Závěr


Studie demonstrovala, že přidání jednochromatického MS s rozšířeným hmotnostním rozsahem do rychlé UHPLC/UV QC metody významně zlepšuje potvrzení identity, odhalení nečistot a opakovatelnost analytických měření, aniž by byla ohrožena jednoduchost ovládání.

Reference


  • Apffel A. et al. Analysis of oligonucleotides by HPLC-electrospray ionization mass spectrometry. Anal. Chem. 1997, 69, 1320–1325.
  • Nikcevic I. et al. Detecting low-level synthesis impurities in modified phosphorothioate oligonucleotides using LC-HRMS. Int. J. Mass Spectrom. 2011, 304, 98–104.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Thermo Scientific ISQ EC and ISQ EM single quadrupole mass spectrometers
Thermo Scientific ISQ EC and ISQ EM single quadrupole mass spectrometers
2018|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
High-throughput analysis of oligonucleotides using a single quadrupole mass spectrometer for quality control
Quality control of oligonucleotides with a single quadrupole mass spectrometer
Quality Control of Synthetic Biomolecules Using Rapid Methods with Serial Coupling of UV and MS Detectors