A pre-concentration and online solid phase extraction setup for the LC-MS analysis of therapeutic protein mixtures

Technické články | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Příprava vzorků, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Zaměření
Klinická analýza
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Solid-phase extraction in-line s UHPLC a orbitrapovou hmotnostní spektrometrií je klíčová pro rychlé a automatizované čištění komplexních proteinových vzorků v biopharmaceutickém a výzkumném prostředí. Minimalizuje riziko kontaminace a zvyšuje reprodukovatelnost výsledků.

Cíle a přehled studie/článku


Cílem bylo demonstrovat plně automatizované nastavení online SPE pomocí Thermo Scientific Vanquish UHPLC a Q Exactive HF mass spectrometru. Metoda využívá dvoustupňové řešení: zachycení proteinů na trap kolonce MSPac DS-10 a následnou separaci na analytické MAbPac RP kolonce s gradientem vody a acetonitrilu.

Použitá metodika a instrumentace


Vzorek tvořila směs pěti modelových proteinů (ribonukleáza A, cytochrom C, rituximab, myoglobin, alfa-laktalbumin) ve formikační kyselině. Postup zahrnoval:
  • Načtení vzorku (60 µg/mL) na trap kolonce při 0,3 mL/min isokraticky 0,1 % TFA (2 min).
  • Přepnutí 2p6p ventilu do eluce, back-flow eluce proteinů gradientem 0,1 % FA voda/acetonitril na analytické RP kolonce při 0,1 mL/min.
  • Prodloužené zahřívání trap i analytické kolony na 70 °C kvůli optimalizaci retence a tvaru píků.

Instrumentace:
  • Vanquish Flex UHPLC: quaternární low-pressure a binární high-pressure gradient pumpa, 2p6p kolonkový ventil, MSPac DS-10 trap, MAbPac RP analytická kolona, UV detektor 45 nL.
  • Orbitrapový Q Exactive HF s HESI-II zdrojem, zdrojové plyny 25 psi, teploty 150–280 °C, full MS scan (m/z 500–5000), rozlišení 120k/15k, AGC 3e6.

Hlavní výsledky a diskuse


Testy ukázaly zásadní vliv teploty na efektivitu zachycení mAb. Při room temperature chyběla špička rituximabu, zatímco při 70 °C byl zajištěn plný návrat a úzké píky všech pěti proteinů.
Baseline separace se zobrazila v chromatogramu TIC, selektivní eluce TFA a dalších velmi polárních složek. Izotopicky rozlišené spektra umožnila dekonvoluci a stanovení přesné hmotnosti dle BioPharma Finder s odchylkou <5 ppm pro všechny proteiny a glykoformy rituximabu.

Přínosy a praktické využití metody


Automatizované online SPE:
  • Eliminuje manuální kroky, zrychluje přípravu vzorků a minimalizuje chyby.
  • Podporuje vysoké injekční objemy pro nízko abundantní analyty.
  • Umožňuje přímou injekci vzorků bez předchozí offline úpravy.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření na komplexnější proteomické aplikace, včetně peptidových map a vysokoobjemových screeningů.
  • Integrace do automatizovaných laboratoří s LIMS řízením a umělou inteligencí pro optimalizaci workflow.
  • Adaptace na další biomolekuly, včetně konjugovaných proteinů a antivirových protilátek.

Závěr


Popisovaná plně automatizovaná online SPE-UHPLC-MS metoda demonstrovala vysokou robustnost, reprodukovatelnost a přesnost stanovení intact proteinů. Nastavení je kompatibilní s GMP/GLP a přináší efektivní řešení pro biopharma QC i výzkumné laboratoře.

Reference


  1. Dillon TM, Bondarenko PV, Rehder DS, Pipes GD, Kleemann GR, Ricci MS. J Chromatogr A. 2006, 1120, 112–120.
  2. Thermo Scientific Technical Note 173: Influence of Column Temperature on Reversed-Phase Chromatography of an Intact Antibody. 2015.
  3. Fekete S, Rudaz S, Veuthey JL, Guillarme D. J Sep Sci. 2012, 35, 3113–3123.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Rapid online buffer exchange - Solutions for high-throughput analysis of large biomolecules by native mass spectrometry
Improved and universal inline electrochemical reduction and subunits LC-MS analysis of multiple classes of monoclonal antibodies
Tandem UHPLC operation for high-throughput LC-MS peptide mapping analyses
SEC-MS with Volatile Buffers for Characterization of Biopharmaceuticals