100 Samples per Hour: High-Speed Oligonucleotide Analysis with BioAccord™ LC-MS and INTACT Mass Application

Význam tématu

Rostoucí role syntetických oligonukleotidů v léčbě vyžaduje vysoce výkonné analytické postupy pro rychlou kontrolu kvality, potvrzení hmotnosti a profilování nečistot. Vyšší průchodnost a automatizace zpracování dat snižují manuální zásahy a zrychlují rozhodování v raných fázích vývoje.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentovaného řešení je demonstrovat zpracování více než 100 oligonukleotidových vzorků za hodinu pomocí systému Waters BioAccord LC-MS řízeného platformou waters_connect a aplikací INTACT Mass. Studium ukazuje integraci automatizovaného sběru dat, dekonvoluce a vyhodnocení čistoty bez manuální konfigurace parametrů.

Použitá metodika a instrumentace

Pro vysokopropustné stanovení intaktní hmotnosti byl využit režim trap-and-elute v kombinaci s reverzní fází:

• LC podmínky: ACQUITY Premier UPLC System, kolona Oligonucleotide C18 VanGuard FIT, gradientní eluční program s mobilními fázemi obsahujícími triethylamin a hexafluoroizopropanol.
• Teplota vzorků: 6 °C, objem injekce: 1 µl, průtok: 1,0 ml/min, detekce UV při 260 nm.
• MS podmínky: BioAccord LC-MS System v módu MSE (400–5000 m/z), negativní ionizace, rampa kolizní energie 70–110 eV, rychlost skenování 10 Hz, zdroj 120 °C, desolvace 550 °C, scheduled lockmass pro zkrácení doby mezi vzorky.
• Software: waters_connect INTACT Mass App verze 1.9 s BayesSpray algoritmem pro monizotopní výstupy a automatizovanou logiku pro detekci nečistot (včetně delta mass vyhodnocení).

Hlavní výsledky a diskuse

Veškeré vzorky od 10-mer do 60-mer byly analyzovány jedním nastavením, s průměrnou dobou < 30 s/vzorek:

• Průchodnost: >100 vzorků/hod díky scheduled lockmass a režimu Acquire & Process.
• Přesnost hmotnostní dekonvoluce: lepší než 2 ppm díky zadání přesného chemického vzorce.
• Vyhodnocení čistoty a nečistot: identifikace známých aduktů, n–1 produktů a neočekávaných spéků vyčíslená pomocí delta mass.
• Vizualizace výsledků: barevně kódované dashboardy pro rychlou kontrolu stavu vzorků (pass, warning, fail) a skupinové zobrazení problematických dat.
• Příklady: nusinersen s MOE modifikacemi (hlavní molekula s odchylkou –1,5 ppm, nečistota 0,18 %); GEM-91 s delta mass vyhodnocením neznámých spéků; identifikace celé ssDNA žebříku (10–60 mer), kde 10-mer + HFIP detekováno při 0,5 % čistoty.
• Reporting: automaticky generované PDF zprávy obsahující experimentální podmínky, chromatogramy, surová a dekonvoluovaná spektra.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení analytické kapacity pro screening i kontrolu kvality syntéz oligonukleotidů.
• Redukce manuálních kroků a zajištění konzistence výsledků mezi operátory.
• Rychlejší rozhodování v raných fázích vývoje terapeutik.
• Kompliance-ready prostředí od akvizice po reporting.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření podpory netypických modifikací a delších sekvencí díky vylepšeným dekonvolučním algoritmům. Integrace strojového učení pro automatické nastavování parametrů a cloudové platformy pro sdílení a porovnávání dat posílí schopnost rychlé analýzy komplexních biologických vzorků.

Závěr

Komplexní řešení Waters BioAccord LC-MS s aplikací INTACT Mass přináší robustní, rychlou a plně automatizovanou platformu pro přesnou hmotnostní analýzu a profilování nečistot oligonukleotidů s průchodností přes 100 vzorků za hodinu a minimalizovanou manuální prací.

Reference

• Shion H., Berger S. J., Yu Y. Q. Application of a Mass Confirmation Workflow for Biotherapeutics Screening. Waters Application Note 720007027, November 2020.
• Shion H., Boyce P., Berger S. J., Yu Y. Q. INTACT Mass™ – a Versatile waters_connect™ Application for Rapid Mass Confirmation and Purity Assessment of Biotherapeutics. Waters Application Note 720007547, February 2022.