LC-MS Analysis of siRNA, Single Guide RNA and Impurities Using the BioAccord™ System with ACQUITY™ Premier and New Automated INTACT Mass Application

Aplikace | 2022 | WatersInstrumentace
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS
Zaměření
Farmaceutická analýza
Výrobce
Waters

Význam tématu


Oligonukleotidové terapie, včetně siRNA pro gene silencing a sgRNA pro CRISPR/Cas9 editaci, vyžadují spolehlivou kontrolu čistoty a potvrzení molekulární hmotnosti. LC-MS metody poskytují citlivou a selektivní analýzu těchto dlouhých a chemicky modifikovaných molekul.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem application note je představit plně automatizovaný a compliance-ready LC-MS workflow založený na systému BioAccord s ACQUITY Premier a waters_connect INTACT Mass aplikací. Studie demonstruje analýzu krátkých 20-mer siRNA a delších 100-mer sgRNA oligonukleotidů včetně jejich nízkoúrovňových nečistot.

Použitá metodika a instrumentace


Pro chromatografii byl použit ACQUITY Premier UPLC s Premier CSH C18 kolonkou (2,1×100 mm, 1,7 µm, 130 Å) při 50 °C a průtoku 300 µL/min v IP-RP režimu s mobilními fázemi HFIP/DIPEA ve vodě a acetonitrilu. MS detekce probíhala na ESI-Tof detektoru (RDa) v módu negativní ionizace, rozsah m/z 400–5000, masová přesnost lépe než 20 ppm. Data zpracovává waters_connect INTACT Mass aplikace s automatickou detekcí píků, dekonvolucí (MaxEnt1, BayesSpray) a přiřazením modifikací.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Pro 21-mer siRNA separace na BioAccord systému umožnila detekci 11 nečistot, včetně posloupnostních zkratek a izomerů, s masovou přesností pod 15 ppm a citlivostí až 0,2 % dle UV.
  • Pro 100-mer sgRNA byla optimalizována separace na CSH koloně. Identifikovány čtyři hlavní nečistoty (PS→PO desulfurizace, +53 Da CNET, +70 Da IBT, +80 Da extra fosfát) s citlivostí přibližně 1 % dle ESI-MS a masovou přesností <20 ppm.
  • Konvenční UV separace je u dlouhých oligonukleotidů nedostatečná pro plné rozlišení; ESI-MS počty iontů poskytují spolehlivou kvantifikaci nečistot.

Přínosy a praktické využití metody


  • Plně automatizované workflow splňuje požadavky regulace a zkracuje dobu analýzy.
  • Mass accuracy ~20 ppm zaručuje spolehlivé potvrzení identit dlouhých oligonukleotidů.
  • Citlivost pro nečistoty do 0,2 % (krátké) a ~1 % (dlouhé) umožňuje sledovat nízkoúrovňové defekty.
  • Metoda je vhodná pro rutinní QC syntetických terapeutických oligonukleotidů a sgRNA pro gene editing.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšiřování knihovny modifikací v INTACT Mass pro detekci nových degradačních produktů.
  • Vývoj speciálních kolon a optimalizace gradientů pro lepší rozlišení dlouhých molekul.
  • Integrace s LIMS a plná digitalizace reportingu v regulovaných prostředích.
  • Studie mechanizmů degradace a in-source artifactů pro zvýšení spolehlivosti dat.

Závěr


BioAccord systém s ACQUITY Premier a waters_connect INTACT Mass aplikací představuje účinné řešení pro automatizovanou LC-MS analýzu intact mass a čistoty oligonukleotidových terapeutik. Metoda poskytuje vysokou přesnost hmotnostního měření a citlivé stanovení nečistot, což je klíčové pro vývoj a kontrolu kvality siRNA a sgRNA molekul.

Reference


  • 1. Sharma VK, Watts JK; Oligonucleotide Therapeutics: Chemistry, Delivery, and Clinical Progress; Future Med Chem; 2015;7(16):2221–2242.
  • 2. Roberts TK, Langer R, Wood MJA; Advances in Oligonucleotide Drug Delivery; Nat Rev Drug Discov; 2020;19:673–694.
  • 3. Obika S, Sekine M (eds.); Synthesis of Therapeutic Oligonucleotides; Springer; 2018.
  • 4. Sutton JM et al.; Current State of Oligonucleotide Characterization Using LC-MS; J Am Soc Mass Spectrom; 2020;31:1775–1782.
  • 5. Pourshahian S; Therapeutic Oligonucleotides, Impurities and Degradants; Mass Spectrom Rev; 2019;00:1–35.
  • 6. Doneanu C.E. et al.; An Automated Compliance-Ready LC-MS Workflow for Intact Mass Confirmation and Purity Analysis of Oligonucleotides; Waters App Note; 2020;720006820.
  • 7. Doneanu C.E. et al.; Intact Mass Confirmation Analysis on the BioAccord LC-MS System; Waters App Note; 2020;720007028.
  • 8. Doneanu C.E. et al.; Analysis of Oligonucleotide Impurities on the BioAccord System with ACQUITY Premier; Waters App Note; 2021;720007301.
  • 9. Wei B. et al.; Development of IP-RP LC-MS Method for CRISPR Guide RNAs; J Chrom A; 2022;1665:462839.
  • 10. Reese CB, Yan H; Desulfurization of Oligonucleotide Phosphorothioates; Tetrahedron Lett; 2003;44:2501–2509.
  • 11. Krotz AH et al.; Peroxide-Mediated Desulfurization of PS Oligonucleotides; J Pharm Sci; 2005;94:341–348.
  • 12. Wu L. et al.; PS Desulfurization via Hydroxyl Radical in ESI-MS; J Mass Spectrom; 2012;47:836–844.
  • 13. Nikcevic I. et al.; Detecting Low-Level Impurities in PS Oligonucleotides; Int J Mass Spectrom; 2011;304:98–104.
  • 14. Fountain K, Gilar M, Gebler JC; Analysis of Modified Oligonucleotides by IP-RP HPLC/ESI-MS; Rapid Commun Mass Spectrom; 2003;17:646–653.
  • 15. Capaldi D. et al.; Impurities in Oligonucleotide Drug Substances and Products; Nucleic Acid Ther; 2017;27:309–322.
  • 16. Rousis SG, Cedillo I, Rentel C; Automated Determination of Early Eluting Impurities; Anal Biochem; 2020;595:113623.
  • 17. Shion H. et al.; INTACT Mass – waters_connect App for Biotherapeutics; Waters App Note; 2022;720007547.
  • 18. Ferrige AG. et al.; Disentangling Electrospray Spectra With Maximum Entropy; Rapid Commun Mass Spectrom; 1992;6:707–711.
  • 19. Rodriguez AA. et al.; Formation of N2-acetyl-2,6-diaminopurine Impurity; Bioorg Med Chem Lett; 2014;24:3243–3246.
  • 20. Smith M, Beck T; Quantitation of Low-Level Coeluting Impurity in Oligonucleotide; J Pharm Biomed Anal; 2016;118:34–40.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

TIDES: INTACT MASS - A VERSATILE SOFTWARE FOR RAPID MASS CONFIRMATION OF OLIGONUCLEOTIDES AND THEIR IMPURITIES
A Xevo™ G3-based Workflow for Purity Determination, Intact Mass Measurement, and MS/MS Sequencing of Impurities Detected in Synthetic Oligonucleotides
Oligo Mapping of sgRNA Digests: Leveraging Xevo MRT Mass Spectrometer Performance and Streamlining Data Analysis
TIDES: AN AUTOMATED WORKFLOW FOR INTACT MASS, PURITY AND SEQUENCE CONFIRMATION OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES AND THEIR IMPURITIES