LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníFarmaceutická analýza, Proteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Monoklonální protilátky (mAbs) patří mezi nejrychleji se rozvíjející segment biofarmaceutik. Jejich kvalita a konzistence post-translačních modifikací (PTM) jsou klíčové pro účinnost, bezpečnost a regulační schválení léčiv. Rychlá a spolehlivá analýza PTM je nezbytná jak ve vývojových fázích, tak při rutinním monitoringu výrobních šarží.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo demonstrovat možnost vysokopropustného (high-throughput) peptide mappingu několika moderních mAb léčiv během pěti minut analýzy. Jako modelové proteiny byly vybrány komerčně dostupné přípravky rituximab (MabThera/Rituxan) a denosumab (Prolia/XGEVA). Studie se zaměřila na pokrytí sekvence, identifikaci N-glykanů a kvantifikaci hlavních PTM v ultra-rychlých chromatografických bězích.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky byly denaturovány v 7 M ureu s Tris-HCl pH 8, redukovány DTT, alkylovány IAA a enzymaticky štěpeny trypsinem přes noc při 37 °C. Nutnou instrumentací byly:
- UHPLC Vanquish s kolonkou Thermo Scientific Acclaim RSLC 120 C18 (2.1×250 mm, 2.2 µm)
- Gradienty vody/ACN s 0.1 % kyselinou mravenčí (5–30 min, průtok 1.1–0.4 mL/min)
- Orbitrap Q Exactive HF mass-spektrometr s HESI-II ionizačním zdrojem
- Softwarové nástroje Xcalibur 3.0, SII for Xcalibur 1.1, PepFinder 2.0 a FreeStyle 1.0
Hlavní výsledky a diskuse
- Všemi gradienty (5–30 min) bylo dosaženo 100% pokrytí aminokyselinové sekvence lehkého i těžkého řetězce pro oba analyzované mAb.
- Ultra-rychlé gradienty 5 min poskytly špičkovou účinnost separace (šířky PWHM <1 s) a dostatečný počet datových bodů (cca 30 skenů/běžku) pro spolehlivou identifikaci peptidů.
- Kvantifikace vybraných PTM (oxidace Met, deamidace Asn, heterogenita C-terminální Lys, N-glykanové varianty A2G0F, A2G1F, A2G2F aj.) ukázala konzistentní abundanci napříč všemi gradienty (RSD <5 %).
- Identifikace glykosidických peptidů vyžadovala optimalizaci HCD MS/MS podmínek pro kvalitní fragmentační spektra výhradně glykanových oxoniových iontů.
Přínosy a praktické využití metody
Rychlá LC-MS/MS platforma umožňuje:
- Významné zkrácení doby analýzy z desítek na jednotky minut při zachování úplného sekvenčního pokrytí.
- Vysokou propustnost pro screening mnoha vzorků během fáze výběru klonů a optimalizace výrobního procesu.
- Rychlý monitoring PTM během QA/QC kontrol i stability produktu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další zrychlení pomocí:
- Kolonek s menšími částicemi a zkrácenými délkami běhu.
- Pokročilých iontizačních zdrojů a spektrometrů vyššího rozlišení a rychlosti skenování.
- Automatizovaných softwarových řešení pro real-time zpracování dat a prediktivní identifikaci PTM.
Závěr
Studie potvrzuje, že kombinace Vanquish UHPLC a Q Exactive HF MS poskytuje robustní, vysoce reprodukovatelnou metodu pro ultrarychlý peptide mapping mAb. Metoda dosahuje 100% sekvenčního pokrytí a spolehlivé kvantifikace PTM během 5–30 minut, což významně zvyšuje propustnost analýz v biopharma vývoji i výrobě.
Reference
1. Zhang Z., Large-scale identification and quantification of covalent modifications in therapeutic proteins. Anal. Chem. 2009, 81, 8354–8364.
2. Shah X.G., Jiang G., Chen L., Zhang Z., LC-MS/MS peptide mapping with automated data processing for routine profiling of N-glycans in immunoglobulins. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2014, 25, 999–1011.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.