Comprehensive Investigation of Polymer Oxidation using Interactive Visualizations and User Modified Libraries in PolyMatchSuite

Postery | 2025 | Agilent Technologies | ASMSInstrumentace
Software, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF, LC/HRMS
Zaměření
Farmaceutická analýza
Výrobce
Agilent Technologies

Význam tématu


Surfaktanty jako polysorbate 20, polysorbate 80 a poloxamery se široce využívají v bioterapeutikách k stabilizaci proteinových léčiv a AAV vektorů. Jejich oxidace na polyoxyethylenových řetězcích a nenasýcených mastných kyselinách vede k tvorbě nízkomolekulárních kyselin, aldehydů, ketonů a dalších produktů, které mohou snižovat účinnost léčiva a ohrožovat jeho bezpečnost. Systematická a citlivá analýza těchto komplexních oxidovaných sérií dosud nebyla dostatečně definována.

Cíle a přehled studie


Cílem studie je implementovat a ověřit otevřený software PolyMatch Suite k neřízené detekci a anotaci oxidovaných polymerů. Jako modelový systém sloužila oxidace polysorbate 80 pomocí vodíkového peroxidu. Studie kombinuje fragmentační screening, detekci homologických řad a obecné knihovny pro zachycení známých i neznámých oxidovaných spojenin.

Použitá metodika a instrumentace


Vzorek polysorbate 80 o koncentraci 0,02 % (w/v) byl inkubován s 3 % (w/v) H₂O₂ při 40 °C přes noc. Chromatografickou separaci zajišťoval sloupcový systém AdvanceBio Surfactant Profiling (2,1×100 mm) s 15min gradientem. Analýza proběhla na UHPLC 1290 Infinity II ve spojení s Q-TOF 6546 (Agilent Technologies) s Auto MS/MS metodou. Data se akvírovala v MassHunter 11.00 a následně zpracovala pomocí PolyMatch Flow a Visualizer.
Instrumentace:
  • UHPLC: Agilent 1290 Infinity II
  • MS: Agilent 6546 LC/Q-TOF
  • Kolona: AdvanceBio Surfactant Profiling 2,1×100 mm
  • Softwarové nástroje: MassHunter 11.00, PolyMatch Flow, PolyMatch Visualizer

Hlavní výsledky a diskuse


Pomocí PolyMatch bylo identifikováno 261 oxidovaných polymerních složek s nejvyšším skóre A, založeným na mass defectu, přesné hmotnosti a fragmentačních vzorcích. Srovnání celkových iontových chromatogramů ukázalo zvýšenou oxidaci ve funkcích mezi 1–2,5 min a kolem 9 min. Mass defect ploty umožnily jasně oddělit skutečné homologické řady od falešných pozitiv. Chromatografická selektivita kolony zároveň odhalila izomerní formy v rámci jedné masové série. MS/MS spektra potvrdila diagnostický ion m/z 323,258 odpovídající keto-olejové kyselině, klíčovému produktu oxidace.

Přínosy a praktické využití metody


Workflow založené na PolyMatch Suite přináší první veřejně dostupné komplexní řešení pro analýzu oxidovaných polymerů. Umožňuje rychlou neřízenou detekci, automatické označování a interaktivní vizualizaci série produktů degradace surfaktantů. Metoda poslouží jako screeningový nástroj laboratořím sledujícím stabilitu bioterapeutických formulací.

Budoucí trendy a možnosti využití


Plánuje se rozšíření knihoven o specifické oxidované formy polysorbátů a dalších polymerů. Dále je perspektivní integrace strojového učení pro predikci oxidativních produktů, rozšíření na další třídy polymerů a prohloubení interaktivních vizualizací pro pokročilé neřízené studie.

Závěr


Studie představuje první otevřený software pro komplexní analýzu oxidovaných polymerů včetně interaktivních vizualizací a automatizované práce s daty UHPLC-Q-TOF. Navržený LC/MS/MS protokol s AdvanceBio Surfactant Profiling kolonu efektivně detekuje a separuje oxidované produkty polysorbátů, čímž usnadňuje monitorování stability biotherapeutik.

Reference


  • Weber J.; Buske J.; Mäder K.; Garidel P.; Diederichs T. Oxidation of Polysorbates: An Underestimated Degradation Pathway? Int. J. Pharm.: X 2023, 6, 100202.
  • Koelmel J.P.; Stelben P.; Oranzi N.; Kummer M.; Godri D.; Qi J.; Rennie E.E.; Lin E.; Weil D.; Pollitt K.J.G. PolyMatch: Novel Libraries, Algorithms, and Visualizations for Discovering Polymers and Chemical Series. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2024, 35, 413–420.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Reducing the Complexity of Polysorbate Oxidation By-Product Screening by LC/MS/MS
Non-targeted analysis, interactive visualization, and online sharing of interactive LC-HRMS/MS data of polymers using a comprehensive software PolyMatch Suite
Novel Algorithms and Visualizations for Discovering Polymers and Chemical Series in Industrial and Environmental Applications
Agilent AdvanceBio Surfactant Profiling HPLC columns
Agilent AdvanceBio Surfactant Profiling HPLC columns
2025|Agilent Technologies|Brožury a specifikace