Adding Mass Detection to Routine Peptide-Level Biotherapeutic Analyses with the ACQUITY QDa Detector

Význam tématu

Peptidová mapování bioterapeutik jsou klíčová pro ověření identity, čistoty a konzistence léčiv. Kombinace hmotnostní detekce s optickou LC/UV analýzou přináší dodatečnou selektivitu a potvrzení hmotnostních dat bez nutnosti rozsáhlých úprav existujících postupů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ukázat, že kompaktní detektor ACQUITY QDa lze jednoduše integrovat do standardních hmotnostně-optických workflow pro peptidová mapování monoklonálních protilátek. Autoři demonstrovali kompatibilitu s běžně používanými iontovými párovacími činidly (TFA, FA) a porovnali výkon různých C18 kolonek.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu byl enzymaticky štěpený, redukovaný a alkylovaný trastuzumab (0,5 mg/mL) zpracován trypsinem. Rozlišení a separace probíhaly na systémech ACQUITY UPLC H-Class se dvěma typy kolonek:

• Peptide BEH C18 300 Å, 1,7 μm, 2,1×100 mm (TFA 0,1 % v mobilních fázích)
• Peptide CSH C18 130 Å, 1,7 μm, 2,1×100 mm (FA 0,1 % v mobilních fázích)

Detekce:

• ACQUITY UPLC TUV (UV 215 nm)
• ACQUITY QDa (hmotnostní rozsah 350–1250 m/z, vzorkovací rychlost 2 bodů/s, kapilární napětí 1,5 kV, sonda 500 °C)

Data zpracováno v Empower 3 Software SR2.

Hlavní výsledky a diskuse

1) Kompatibilita s TFA: Při použití 0,1 % TFA byly detekovány stejné peptidy v optickém a v hmotnostním stopování s vysokou korelací signálů.
2) Výhody FA a CSH kolonek: S FA a CSH fází se zlepšila intenzita signálu a ionizační účinnost, přičemž pokrytí sekvence zůstalo na 93 % (těžký řetězec) a 92 % (lehký řetězec).
3) Distribuce nábojových stavů: Všechny klíčové peptidy vykazovaly více nábojových stavů ve skenovacím rozsahu, bez významného rozdílu mezi TFA a FA.
4) Přesnost hmotnosti: Rozdíly mezi naměřeným a teoretickým m/z byly v rámci ±0,2 Da, většina signálů dokonce do ±0,1 Da, což potvrzuje spolehlivost QDa detektoru.

Přínosy a praktické využití metody

Integrace ACQUITY QDa nabízí:

• Minimalizaci nákladů a úprav stávajících LC/UV procedur
• Komplementární potvzení identity peptidů bez ztráty sekvenční pokrytí
• Flexibilitu v používání TFA i FA dle potřeby chromatografické separace
• Zvýšení produktivity a jistoty dat ve výzkumu i kontrole kvality bioterapeutik

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj pokročilých mass-detekčních modulů pro online monitoring a automatizaci QC procesů. Kombinace AI-driven datové analýzy a multiatributních metod umožní rychlejší nasazení v regulovaných prostředích. Dále se předpokládá širší využití vysoce volatilních iontových párů a nových povrchových úprav kolonek pro optimalizaci citlivosti.

Závěr

Studie potvrzuje, že ACQUITY QDa je efektivní, cenově dostupné a snadno integrovatelné hmotnostní doplnění tradičních peptide-mapping workflow. Poskytuje přesná hmotnostní data pro široké rozpětí peptidů a podporuje jak TFA, tak FA metody, čímž zvyšuje flexibilitu a jistotu analýz bioterapeutik.

Reference

1. Birdsall R., Cosgrave E., McCarthy S. Complementing Routine Peptide Monitoring Using the ACQUITY QDa Mass Detector. Waters Application Note 2014.
2. Xie H. et al. Rapid comparison of a candidate biosimilar to an innovator monoclonal antibody with advanced liquid chromatography and mass spectrometry technologies. mAbs. 2010;2(4):379–394.
3. Annesley T.M. Ion suppression in mass spectrometry. Clinical Chemistry. 2003;49(7):1041–1044.
4. King R. et al. Mechanistic investigation of ionization suppression in electrospray ionization. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2000;11:942–950.
5. Benchaar S. et al. MS in QC: a fully compliant multi-attribute quantitative method for quality control and release testing of biologics. Poster ASMS 2014.
6. McCalley D.V. Overload for ionized solutes in Reversed-Phase HPLC. Anal. Chem. 2006;78(8):2532–2538.
7. Lauber M.A. et al. High-Resolution Peptide Mapping Separations with MS-Friendly Mobile Phases and Charge-Surface-Modified C18. Anal. Chem. 2013;85:6936–6944.
8. Lauber M.A., Koza S.M., Fountain K. Peptide Mapping and Small Protein Separations with Charged Surface Hybrid C18 and TFA-Free Mobile Phases. Waters Application Note 2013.