LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF, LC/HRMS, Iontová mobilita
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceBruker
Význam tématu
Protein-centrická proteomika představuje moderní přístup k analýze bílkovin přímo ve formě jejich proteoform, bez štěpení na peptidy. Metody jako top-down LC-MS s elektronovým zachycováním (ECD) umožňují odhalit posttranslační modifikace, izoformy a heterogenitu vzorků, což je zásadní pro kvalitativní i kvantitativní analýzu v biologickém výzkumu i farmaceutickém průmyslu, zejména při charakterizaci protilátkových fragmentů (Fab).
Cíle a přehled studie
Cílem této práce je demonstrovat nasazení metody cDDA-eXd (charge-based data-dependent acquisition s ECD) na přístroji timsOmni (Bruker) pro nepředem cílenou charakterizaci Fab oblastí protilátek izolovaných z lidské séra a z čistých biofarmaceutických přípravků. Studie zkoumá možnosti dynamického výběru nábojových stavů, optimalizaci akumulace i fragmentace a hodnotí analytickou výkonnost na reálných vzorcích.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky: směs šesti lidských IgG1 byla enzymaticky štěpena proteázou IgdE za účelem získání Fab fragmentů; fragmenty byly rekonstituovány v roztoku H2O + 0,1 % FA a uchovávány zmražené.
Sekvenční separace: reverzní fázová kapilární HPLC kolona MAbPac s gradientem 23–33 % acetonitrilu a 0,1 % FA během 20 až 21 minut.
MS instrumentace:
- Bruker timsOmni IMS Q-Omnitrap-ToF
- Electrospray zdroj CaptiveSpray
- in-source CID (40 eV) pro předběžné odstínění
- dynamická akumulace iontů a on-the-fly dekonvoluce nábojových stavů (cDDA)
- elektronové zachycení (ECD) v Omnitrap buňce při kinetické energii ~1 eV
Hlavní výsledky a diskuse
cDDA-ECD přineslo tyto klíčové výstupy:
- Snížení chimerických spekter díky dynamickému výběru výhradně nezkombinovaných nábojových stavů
- Vysoké rozlišení a věrné zobrazení izotopických vzorců pro masivní fragmenty, což podporuje jednoznačné přiřazení fragmentů
- Řada sekvenčních spekter Fab fragmentů (např. Campath a Trastuzumab ~47–48 kDa) s vysokou signál-šum poměrem získaných MS2 skenů při frekvenci kHz
- Kumulativní skenování různých nábojových stavů vedlo k rozšířené sekvenční pokrytí a zvýšené analytické jistotě
Přínosy a praktické využití metody
Top-down cDDA-ECD na timsOmni nabízí rychlou a robustní platformu pro:
- Nepředem cílenou charakterizaci komplexních vzorků sérových Fab fragmentů
- Kvalitativní i kvantitativní kontrolu biofarmaceutik a jejich modifikací
- Mapování heterogenity proteoform a detekci mutací či posttranslačních modifikací v reálném čase LC-MS
Budoucí trendy a možnosti využití
Plánované směry rozvoje:
- Nasazení elektronového dopadového rozkladu (EID) pro zvýšení výtěžnosti fragmentů v oblastech Fab obtížně přístupných ECD
- Optimalizace chromatografie pro biologicky odvozené Fab fragmenty, včetně integrace iontově-mobilitní separace
- Automatizace workflows pro vysokoprůchodovou analýzu kolekcí protilátek a dalších proteoform
Závěr
Studie jasně dokládá, že kombinace cDDA a ECD na platformě timsOmni umožňuje vysoce věrohodné top-down analýzy Fab fragmentů v LC-MS měřítku. Metoda dosahuje vysokého rozlišení fragmentace, minimalizuje chimerické signály a poskytuje robustní datový základ pro rutinní použití v proteomice i farmaceutické kvalitě.
Reference
1. den Boer MA, Greisch JF, Tamara S, Bondt A, Heck AJR. Selectivity over coverage in de novo sequencing of IgGs. Chem Sci. 2020; DOI:10.1039/d0sc03438j
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.