Confident and sensitive identification of semaglutide degradation products and impurities using a UHPLC-HRAM MS platform

Význam tématu

Therapeutické peptidy, zejména semaglutid, představují významnou třídu léčiv pro cukrovku 2. typu a obezitu. Kontrola degradace a nežádoucích produktů je klíčová pro zajištění bezpečnosti, účinnosti a shody s regulačními požadavky.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat schopnost platformy UHPLC-HRAM MS (Vanquish Flex + Orbitrap Exploris 240) ve spojení se softwarem BioPharma Finder pro citlivou a jednoznačnou identifikaci degradovaných produktů a stopových nečistot semaglutidu vznikajících při termickém a oxidačním stresu.

Použitá instrumentace

• UHPLC: Thermo Scientific Vanquish Flex (binary pump, autosampler, column compartment, detektor UV)
• Kolona: Hypersil GOLD Peptide 150×2,1 mm, 1,9 µm
• MS: Orbitrap Exploris 240 s HESI zdrojem
• Software: BioPharma Finder 5.3 s Ardia Platform, Chromeleon CDS 7.3.2, Xcalibur
• Další vybavení: Barnstead GenPure voda, Optima LC/MS acetonitril a kyselina mravenčí

Použitá metodika

Semaglutid (1 mg/mL) v 20 % acetonitrilu byl vystaven termickému stresu (60 °C, 72 h) a oxidačnímu stresu (0,01 % H₂O₂, 14 h). Separace probíhala při 50 °C na reverzní fázi s gradiencí 0,1 % FA ve vodě a acetonitrilu (2–95 % B, 0,4 mL/min). UV detekce při 280 nm a HRAM MS ve full scan (resoluce 120 000) a ddMS2 (resoluce 30 000, HCD 30 %) režimu umožnily detailní analýzu.

Hlavní výsledky a diskuse

Identifikováno bylo 5 termických a 11 oxidačních produktů, včetně jedné až dvou oxidací na W25 a různých zkrácených/delečních forem (T5, A2, H1). Vysoce kvalitní MS2 spektra (confidence score 100, <6 ppm odchylka) potvrdila lokalizaci modifikací. Stopové izobarické nečistoty (<0,005 %) byly rozlišené díky vysokému rozlišení a citlivosti.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlou, citlivou a spolehlivou identifikaci degradace a nečistot peptidových léčiv. Je vhodná pro QC a vývoj generik, zajišťuje dodržení regulačních limitů a podporuje rozhodování o stabilitě přípravku.

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace s umělou inteligencí a strojovým učením pro prediktivní analýzu degradace, rozšíření na multidimenzionální chromatografii, aplikace na další terapeutické peptidy, realtime monitoring výroby.

Závěr

Použití UHPLC-HRAM MS platformy s BioPharma Finder softwarem umožňuje komplexní profil nečistot semaglutidu při stopových hladinách. Metoda představuje robustní řešení pro charakterizaci peptidových léčiv v průmyslové praxi.

Reference

1. Wang L, Wang N, Zhang W, Cheng X, Yan Z, Shao G, Wang X, Wang R, Fu C. Therapeutic peptides: current applications and future directions. Signal Transduction and Targeted Therapy. 2022;7(1):48.
2. Buntz B. Best-selling pharmaceuticals of 2023 reveal a shift in the pharma landscape. Drug Discovery & Development. 2024.
3. U.S. Department of Health and Human Services FDA CDER. ANDAs for Certain Highly Purified Synthetic Peptide Drug Products That Refer to Listed Drugs for rDNA Origin. Guidance for Industry. 2021.
4. Liu A, Tweed J, Wujcik CE. Investigation of an on-line two-dimensional chromatographic approach for peptide analysis in plasma by LC–MS–MS. Journal of Chromatography B. 2009;877(20–21):1873.
5. Maskos Z, Rush JD, Koppenol WH. The hydroxylation of tryptophan. Archives of Biochemistry and Biophysics. 1992;296(2):514.
6. Badgujar D, Bawake S, Sharma N. A comprehensive study on the identification and characterization of major degradation products of synthetic liraglutide using liquid chromatography‐high resolution mass spectrometry. Journal of Peptide Science. 2025;31(1):e3652.