In Depth Analysis of Host Cell Proteins from Antibody Preparations using PASEF
Aplikace | 2018 | BrukerInstrumentace
Analýza hostitelských proteinů (HCP) v přípravcích monoklonálních protilátek je klíčová pro zajištění kvality, bezpečnosti a účinnosti bioterapeutik. Tradiční ELISA metodika poskytuje cílové kvantifikace, ale nedokáže komplexně pokrýt všechny HCP v nízkých ppm hladinách. Moderní přístupy založené na hmotnostní spektrometrii (MS) nabízejí necílovou identifikaci drobných stopových nečistot a rozšiřují možnosti monitoringu výrobních procesů.
Hlavním cílem bylo ověřit využití PASEF (parallel accumulation–serial fragmentation) skenů na přístroji timsTOF Pro pro citlivou a rychlou detekci HCP v přípravcích NISTmAb. Studie porovnala analytické a nanoflow UHPLC konfigurace, stanovila limit detekce na úrovni jednotek ppm a ukázala schopnost PASEF dosáhnout hloubkové pokrytí HCP profilu.
Vzorky:
Štěpení proteinů:
Chromatografie a MS:
1. Citlivost a linearita:
2. Identifikace HCP v NISTmAb analyticky:
3. Nanoflow režim pro hlubší pokrytí:
4. Technologický základ PASEF:
Studie prokázala, že PASEF na timsTOF Pro umožňuje spolehlivou a citlivou analýzu HCP v antibody preparátech na úrovni jednotek ppm. Díky kombinaci TIMS separace a vysoké rychlosti fragmentace se rozšířil záběr detekovatelných nečistot a zvýšila se efektivita rutinních i výzkumných aplikací v bioprocesním vývoji.
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Analýza hostitelských proteinů (HCP) v přípravcích monoklonálních protilátek je klíčová pro zajištění kvality, bezpečnosti a účinnosti bioterapeutik. Tradiční ELISA metodika poskytuje cílové kvantifikace, ale nedokáže komplexně pokrýt všechny HCP v nízkých ppm hladinách. Moderní přístupy založené na hmotnostní spektrometrii (MS) nabízejí necílovou identifikaci drobných stopových nečistot a rozšiřují možnosti monitoringu výrobních procesů.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo ověřit využití PASEF (parallel accumulation–serial fragmentation) skenů na přístroji timsTOF Pro pro citlivou a rychlou detekci HCP v přípravcích NISTmAb. Studie porovnala analytické a nanoflow UHPLC konfigurace, stanovila limit detekce na úrovni jednotek ppm a ukázala schopnost PASEF dosáhnout hloubkové pokrytí HCP profilu.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky:
- Referenční materiál NISTmAb (25–30 µg na injekci).
- UPS1 standard pro stanovení lineárních rozsahů (diluce 0,3–934 ppm v konstantní matrici NISTmAb).
Štěpení proteinů:
- Redukce pomocí DTT v TFE.
- Alkylace jodacetamidem.
- Přes noc digesce trypsinem.
Chromatografie a MS:
- Elute UHPLC s analytickým Intensity Solo2 1,8 µm C18 kolonnem (100×2,1 mm, gradient 150 min).
- nanoElute UHPLC s IonOpticks 1,6 µm C18 kolonnem (25 cm×75 µm, gradient 210 min).
- timsTOF Pro QTOF s PASEF scan mode.
- Data zpracována v PEAKS Studio a Mascot (1 % FDR, Ion Score > 20).
Hlavní výsledky a diskuse
1. Citlivost a linearita:
- PASEF umožnil kvantifikaci UPS1 proteinů, např. β2-mikroglobulin a NAD(P)H dehydrogenáza, v jednotkách ppm s lineárním rozsahem přes 0,3–934 ppm.
2. Identifikace HCP v NISTmAb analyticky:
- Detekováno 18 HCP s ≥ 3 peptidy a 10 s 2 peptidy při 1 % FDR.
- Příklady: Fructóza-bisfosfát aldoláza A, Glukóza-6-fosfát izomeráza, protein-disulfid izomeráza.
3. Nanoflow režim pro hlubší pokrytí:
- Při injekci 1,5 µg NISTmAb identifikováno přes 200 HCP, z toho 78 s ≥ 2 peptidy.
- Nové, dosud nepopsané HCP pro NISTmAb rozšířily znalost profilu nečistot.
4. Technologický základ PASEF:
- TIMS separuje ionty na základě kolizního průřezu, zvyšuje selektivitu a intenzitu fragmentace.
- PASEF dosahuje skenovací frekvence > 100 Hz s vysokou kvalitou MS/MS spekter.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá necílová detekce HCP bez nutnosti specifických ELISA sad.
- Citlivost na úrovni jednotek ppm vhodná pro QC a vývoj procesů (QA/QC, procesní kontrola).
- Schopnost fingerprintingu výrobních šarží a prokazování vlivu změn procesů.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Dálší integrace TIMS-PASEF do standardních QC workflow pro automatizaci a monitoring v reálném čase.
- Rozšíření databází HCP pro přesnější identifikaci a kvantifikaci v různých bioproduktech.
- Vývoj rychlých metod zkracujících chromatografické běhy bez ztráty citlivosti.
- Využití pokročilých algoritmů strojového učení pro interpretaci komplexních MS dat.
Závěr
Studie prokázala, že PASEF na timsTOF Pro umožňuje spolehlivou a citlivou analýzu HCP v antibody preparátech na úrovni jednotek ppm. Díky kombinaci TIMS separace a vysoké rychlosti fragmentace se rozšířil záběr detekovatelných nečistot a zvýšila se efektivita rutinních i výzkumných aplikací v bioprocesním vývoji.
Reference
- Meier M. et al. J Proteome Res. 2015 Dec;14(12):5378–5387.
- Lubeck M. et al. Bruker Application Note LCMS 131, PASEF™ on timsTOF Pro, 09/2017.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
High-sensitivity Host Cell Protein (HCP) analysis on a new Orbitrap Excedion Pro BioPharma hybrid mass spectrometer with optimized sample preparation
2025|Thermo Fisher Scientific|Postery
High-sensitivity Host Cell Protein (HCP) analysis on a new Orbitrap Excedion Pro BioPharma hybrid mass spectrometer with optimized sample preparation Xiaoxi Zhang1, Reiko Kiyonami2, Jae Choi3, Bhavin Patel3, Cong Wang4, Peter Krueger4, Heiner Koch4, Min Du2. 1 Thermo Fisher Scientific,…
Klíčová slova
excedion, excedionprotein, proteinhcp, hcphcps, hcpsdepleted, depletedeasypep, easypepdigestion, digestionbiopharma, biopharmaorbitrap, orbitrapnative, nativeagc, agcpro, prodisulfideisomerase, disulfideisomerasephosphopyruvate, phosphopyruvatecalreticulin
Confident LC-MS Identification of Low ppm Host Cell Proteins (HCPs) in Biotherapeutic Monoclonal Antibodies
2020|Thermo Fisher Scientific|Postery
Confident LC-MS Identification of Low ppm Host Cell Proteins (HCPs) in Biotherapeutic Monoclonal Antibodies Amy J Claydon1, Phil Widdowson1, Andrew Williamson2, and Min Du3, Thermo Fisher Scientific, 1Runcorn, UK, 2Hemel Hempstead, UK, 3Cambridge, MA, USA Label-free quantification of NISTmAb HCPs…
Klíčová slova
hcps, hcpshcp, hcpppm, ppmnistmab, nistmabdynamic, dynamicgranulins, granulinsidentifications, identificationshydratase, hydrataseper, perclathrin, clathrinintrasample, intrasampletransketolase, transketolasedigest, digestbisphosphate, bisphosphatemeasured
Residual host cell protein analysis of NISTmAb: From simplified sample preparation to reliable results
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 73412 Residual host cell protein analysis of NISTmAb: From simplified sample preparation to reliable results Authors: Amy Claydon, Phil Widdowson, and Andrew Williamson Thermo Fisher Scientific, Hemel Hempstead, UK Keywords: Host cell protein assay, HCP, monoclonal antibody, mAb,…
Klíčová slova
denaturing, denaturingdigest, digestnistmab, nistmabhcp, hcpprotein, proteinhcps, hcpsdigestion, digestionsmart, smartnon, nonpeptides, peptidesmab, mabintrasample, intrasamplehost, hostdynamic, dynamickingfisher
Increasing sensitivity of high throughput host cell protein analysis on a novel high- resolution accurate mass platform
2023|Thermo Fisher Scientific|Postery
Increasing sensitivity of high throughput host cell protein analysis on a novel highresolution accurate mass platform Eugen Damoc1; Tabiwang N. Arrey1; Anna Pashkova1; Eduard Denisov1; Kai Scheffler2; Kristina Srzentić3 1Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH, Bremen, Germany; 2Thermo Fisher Scientific, Germering,…
Klíčová slova
hcp, hcphcps, hcpspeptides, peptidespsms, psmsisomerase, isomerasepeptidyl, peptidylprolyl, prolylper, perdenaturing, denaturingprotein, proteinmab, mabdia, dianistmab, nistmabbisphosphate, bisphosphatealdolase