LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníLipidomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Současný rozvoj mRNA vakcín a dalších biologických terapií staví lipidové nanopartikly (LNP) do popředí farmaceutického výzkumu. Pro zajištění bezpečnosti, účinnosti a stability formulací je klíčové přesně charakterizovat složení LNP, sledovat přítomnost nečistot a cestu biodegradace lipidových složek in vivo. Vysoce selektivní a citlivé analytické metody spojení kapalinové chromatografie s vysokým rozlišením přesné hmotnostní spektrometrie (LC-HRAM MS/MS) umožňují tyto nároky splnit.
Cíle a přehled studie
Studie navrhla jednotný analytický přístup ke komplexnímu zkoumání pěti běžně používaných lipidových komponent formulací LNP a jejich degradantů:
- potvrzení identity a struktury ionizovatelných lipidů, PEG-lipidů, fosfolipidů a cholesterolu
- detekce a kvantifikace nízkomolekulárních degradantů a oxidovaných produktů
- současné profilování neznámých metabolitů a cílená kvantifikace lipidů v biologické matrici (býčí jaterní lipidový extrakt)
Metodika a použitá instrumentace
Vzorky standardů a matrix byly separovány na Accucore C30 kolonce (2,1×150 mm, 2,6 µm) v UHPLC systému Vanquish Horizon. Mobilní fáze A tvořil ACN/H2O 60:40 s 10 mM NH4 formiát a 0,1 % difluoroctové kyseliny, fáze B pak IPA/ACN 90:10 se stejnými přísadami. Gradient probíhal při 50 °C a průtoku 0,35 mL/min.
Použitá instrumentace
- UHPLC Thermo Scientific Vanquish Horizon
- Kolonka Thermo Scientific Accucore C30
- Orbitrap Exploris 120 MS s Chromeleon 7.2 a Exploris Series 3.1 softwarem
- Compound Discoverer 3.3 a LipidSearch 5.0 pro zpracování dat
Hlavní výsledky a diskuse
Rychlá separace na C30 kolonce a přesná hmotnost MS umožnila detekci lipidu PEG-2000 s chybou <3 ppm a potvrzení polydisperzity řetězců od n=34 do 54. MS/MS fragmentace potvrdila strukturní specifika fosfolipidů a ionizovatelných lipidů. Nízkomolekulární oxidované degradanty DOTMA (<0,1 % relativně) byly rozlišeny a potvrzeny kvalitním MS/MS spektrem. Zavedení cíleného MS/MS zlepšilo limit detekce PEG-lipidů na 0,5 pg na kolonce a umožnilo kvantifikaci přes lineární rozsah čtyř řádů (R2=0,9995). V matrixových vzorcích byla současně identifikována řada endogenních lipidů a oxidovaných metabolitů za pomoci metabolitického workflow FISh scoring v Compound Discoverer 3.3.
Přínosy a praktické využití metody
- Platformní LC-HRAM MS/MS postup vhodný pro fáze vývoje i kontrolu kvality LNP
- Schopnost kombinačního sledování neznámých metabolitů a cílené kvantifikace s minimálním objemem vzorku
- Vysoká citlivost a přesnost pro stanovení stopových degradantů
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozvoj multiplexních akvizičních režimů a zrychlení analýzy ve vysokém průtoku. Integrace metod strojového učení pro pokročilou de-novo identifikaci lipidů a degradantů by mohla dále zvýšit automatizaci a spolehlivost lipidomických analýz. Vývoj biodegradovatelných lipidů a optimalizace formulací pro cílené doručení si vyžádá pokračující rozvoj citlivých metod pro in vivo DMPK studie.
Závěr
Vyvinutá LC-HRAM MS/MS platforma s Orbitrap Exploris 120 a Vanquish Horizon poskytuje komplexní řešení pro charakterizaci složek LNP, jejich nečistot a degradantů, a to jak ve standardních, tak v biologických matricích. Metoda umožňuje simultánní profilování neznámých metabolitů a cílenou kvantifikaci s vysokou citlivostí, čímž výrazně zrychluje vývoj a kontrolu kvality lipidových nanopartikul.
Reference
- Tenchov R Bird R Curtze AE Zho Q Landscape of research diversity and advancement lipid nanoparticles from liposomes to mRNA vaccine delivery ACS Nano 2021
- Kowalski PS Rudra A Miao L Anderson DG Advances in technologies for therapeutic mRNA delivery Mol Ther 2019
- Aldosari BN Alfagih IM Almurshedi AS Lipid nanoparticles as delivery systems for RNA Based vaccines Pharmaceutics 2021
- Miao L Lin J Huang Y Li L Delcassian D Ge Y Shi Y Anderson DG Synergistic lipid compositions for albumin receptor mediated delivery of mRNA to the liver Nat Commun 2020
- Maier MA Jayaraman M Matsuda S et al Biodegradable lipids enabling rapidly eliminated lipid nanoparticles for systemic delivery of RNAi Mol Ther 2013
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.