End-To-End Spectroscopy-Based Workflow Solutions for Oligonucleotide Analysis

Význam tématu

Analýza syntetických oligonukleotidů hraje klíčovou roli ve výzkumu i výrobě biotechnologických a farmaceutických produktů. Tyto krátké řetězce nukleových kyselin, včetně siRNA, antisense oligonukleotidů, aptamerů či průvodců CRISPR, vyžadují přesné stanovení hmotnosti, sekvence, čistoty i stopových kontaminantů. Splnění regulačních požadavků FDA, USP a ICH na identifikaci surovin, stopové prvky a zbytky rozpouštědel je nepostradatelné pro zajištění bezpečnosti a kvality finálních produktů.

Cíle a přehled studie / článku

Průvodce představuje soubor end-to-end spektroskopických a chromatografických workflow řešení pro kompletní charakterizaci oligonukleotidů od surovin až po finální QA/QC. Čtyři hlavní kroky zahrnují:

• Identifikaci surovin pomocí Ramanovy spektroskopie, FTIR a LC/UV
• Stanovení finálního produktu metodou UV-Vis spektrofotometrie
• Analýzu stopových prvků pomocí ICP-MS
• Detekci reziduí rozpouštědel pomocí GC nebo GC/MS

Použitá metodika a instrumentace

Různé fáze workflow využívají následující přístroje a softwarové nástroje:

• Raman: přenosný Vaya spektrometr s Vaya software pro rychlou identifikaci surovin
• FTIR: Cary 630 FTIR spektrometr s MicroLab Pharma software pro ověřování materiálů
• LC/UV: 1290 Infinity II Bio LC s OpenLab ChemStation pro separaci a detekci nukleotidů
• UV-Vis: Cary 3500 Multizone spektrofotometrie s Cary UV Workstation pro kvantifikaci a měření teploty tání duplexů
• ICP-MS: Agilent 7850 (volitelně 7900) s MassHunter Software a integrovaným automatem I-AS/SPS4 pro stanovení stopových prvků dle USP <233> a ICH Q3D
• GC/GC-MS: Agilent 8890 nebo Intuvo 9000 GC s 8697 headspace sampler, volitelně 5977 MSD, a OpenLab CDS pro analýzu reziduí rozpouštědel dle USP <467>

Hlavní výsledky a diskuse

Implementované workflow poskytují rychlé, citlivé a reprodukovatelné výsledky napříč všemi kroky analýzy. Raman a FTIR zajišťují spolehlivou ochranu proti nesprávné surovině či kontaminaci již ve skladech. LC/UV a UV-Vis metody umožňují přesné stanovení koncentrace, purity a termického chování oligonukleotidů. ICP-MS analyza stopových kovů dosahuje nízkých detekčních limitů a splňuje regulační limity, zatímco GC a GC/MS řešení efektivně odhalí a kvantifikuje zbytky organických rozpouštědel.

Přínosy a praktické využití metody

Tyto integrované workflow přinášejí laboratorím i výrobním provozům:

• Rychlou validaci a identifikaci surovin a finálních produktů
• Vysokou přesnost a citlivost měření
• Soulad s GMP, USP a ICH doporučeními
• Centrální správu dat a auditní stopu
• Zvýšenou efektivitu a snížení času analýz

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj analytických řešení pro oligonukleotidy bude směřovat k automatizaci, miniaturizaci a zrychlení analýz. Integrace umělé inteligence do zpracování spektrometrických a chromatografických dat umožní prediktivní kvalifikaci surovin i online monitorování výrobních procesů. Vývoj multi-omics platforem a pokroky v hmotnostní spektrometrii otevřou nové možnosti komplexní charakterizace sekvence a modifikací.

Závěr

Komplexní spektrum spektroskopických a chromatografických workflow řešení značky Agilent poskytuje robustní a plně validovatelné nástroje pro všechny kroky analýzy oligonukleotidů. Díky nim lze efektivně zajistit kvalitu surovin, přesnost kvartifikace i bezpečnost finálních produktů dle nejpřísnějších regulací.

Reference

1. Neo, A.; Welsby, C. Rapid Testing of Solvents Through Amber Bottles Using an Agilent Vaya Handheld Raman Spectrometer. Agilent Technologies application note, 5994-5929EN, 2023.
2. Pulliere, F.; Welsby, C. Identification of Commercially Available Oligonucleotide Starting Materials Directly Through Containers. Agilent Technologies application note, 5994-4239EN, 2021.
3. Pulliere, F.; Welsby, C. Differentiating Biopharmaceutical Raw Materials Using Spatially Offset Raman Spectroscopy. Agilent Technologies application note, 5994-3534EN, 2021.
4. Pulliere, F.; Welsby, C. Rapid Identification of Polysorbates 20 and 80 Directly Through Amber Bottles. Agilent Technologies application note, 5994-3459EN, 2021.
5. Alwan, W.; Zieschang, F. The Agilent Cary 630 FTIR Spectrometer for Material Identification Applications. Agilent Technologies application note, 5994-4992EN, 2022.
6. Sanderson, J.; Whitecotton, L. Analysis of Artificial Tear Eye Drops for Elemental Impurities. Agilent Technologies application note, 5994-1561EN, 2022.
7. Sanderson, J. Residual Solvent Analysis in Hemp Consumer Products Using Headspace Gas Chromatography and Mass Spectrometry. Agilent Technologies application note, 5994-5237EN, 2022.
8. Zhang, Y.; Na, S. Analysis of USP <467> Residual Solvents of Class 1, Class 2, and Class 3 Using the Agilent 8890 GC/FID/5977B MSD System. Agilent Technologies application note, 5994-1488EN, 2019.