Analysis of Oligonucleotide Therapeutics using MALDI-8030 and LCMS-9030

Význam tématu

Masová spektrometrie hraje klíčovou roli při charakterizaci oligonukleotidových terapií, které představují perspektivní přístup k léčbě řady onemocnění s vysokou selektivitou a minimem vedlejších účinků. Přesné stanovení intaktní hmotnosti i zpětné určení nukleotidové sekvence je nezbytné pro kvalitu a bezpečnost farmaceutických produktů.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo demonstrovat kombinaci moderního ESI-QTOF na přístroji LCMS-9030 pro přesné měření intactní hmotnosti oligonukleotidů a lineárního MALDI-TOFMS (MALDI-8030) s in-source decay (ISD) pro sekvenční analýzu. Studie porovnala dvě typy modifikovaných oligonukleotidů (LNA-oligo a S-oligo).

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky oligonukleotidů o koncentraci 10 pmol/μl v ultrapure vodě byly analyzovány dvěma způsoby:

• ESI-QTOF (LCMS-9030) v režimu negativních iontů s mobilní fází 50 mmol/l HFIP, 10 mmol/l DIPEA a acetonitrilem (0,2 ml/min), rozsah m/z 500–3000, dekonvoluce spekter pomocí LabSolutions Insight ReSpect.
• Lineární MALDI-TOFMS (MALDI-8030) s 3-hydroxypikolínovou kyselinou a amonným citrátem jako matricí, detekce negativních iontů a rychlý přechod na režim ISD zvýšením laserové energie.

Hlavní výsledky a diskuse

Exact mass measurement pomocí LCMS-9030 prokázalo velmi vysokou přesnost (LNA-oligo: m/z 6711,6733 vs teoretická 6711,6731, rozdíl 0,03 ppm; S-oligo: m/z 6431,7241 vs 6431,7240, rozdíl 0,02 ppm). MALDI-ISD analýza poskytla rozsáhlý zlomkový „ladder“ obsahující většinu w-iontů a v případě S-oliga i prakticky celou řadu a-iontů. U LNA-oliga byly a-ionty přítomny zejména z interní části sekvence, což potvrzuje vypovídací schopnost ISD pro ověření vnitřní struktury.

Přínosy a praktické využití metody

Integrace ESI-QTOF a MALDI-ISD umožňuje komplexní charakterizaci oligonukleotidů:

• Bezezbytku ověřená elementární formulace i intaktní hmotnost.
• Rychlá a spolehlivá konfirmace sekvence i vnitřních nukleotidových úseků bez náročných tandemových metod.
• Vhodné pro QA/QC farmaceutických přípravků a výzkumné aplikace v oblasti nukleotidové terapie.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj zahrnuje zvýšení rozlišení a citlivosti MALDI-ISD, automatizaci interpretace zlomkových spekter a rozšíření metody na jiné typy modifikovaných oligonukleotidů. Synergie s dalšími hyphenovanými technikami (HPLC-MALDI, ion-mobility) může dále zvýšit informační hodnotu analýz.

Závěr

Studie ukazuje, že kombinace LCMS-9030 a MALDI-8030 s ISD představuje efektivní platformu pro důkladnou charakterizaci oligonukleotidových terapií, spojující vysokou přesnost měření hmotnosti a detailní sekvenční informaci. Tato strategie zvyšuje spolehlivost a kvalitu kontroly moderních farmaceutik.

Reference

1) Shimizu H, Jinno F, Morohashi A, Yamazaki Y, Yamada M, Kondo T, Asahi S. Comprehensive in-source decay sequencing of oligonucleotides by MALDI-TOF mass spectrometry. Journal of Mass Spectrometry. 2012 Aug;47(8):1015–1022.