Quality control of oligonucleotides with a single quadrupole mass spectrometer
Technické články | 2020 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Kvalita oligonukleotidů je kritická v biotechnologii, vývoji genových terapií a farmaceutickém výzkumu. Spolehlivá kontrola identity a čistoty těchto makromolekul zajišťuje bezpečnost, účinnost a reprodukovatelnost výsledků. Kombinace chromatografie s hmotnostní spektrometrií přináší rychlý, robustní a přesný přístup vhodný pro rutinní analýzu.
Cílem studie bylo demonstrovat využití jednočtvercového kvadrupolového hmotnostního spektrometru ISQ EM spojeného s UHPLC Vanquish Flex pro kontrolu kvality 52 nukleotidů dlouhého jednořetězcového DNA analyzovaného ve vodném roztoku 10 µM. Představeny byly dva datové workflow: přímé potvrzení identity podle nejintenzivnějších m/z signálů a alternativní přístup založený na dekonvoluci celého spektrem pro stanovení přesné molekulové hmotnosti.
Chromatografie:
Hmotová spektrometrie:
Optimalizace zdroje vedla k 2–3násobnému zvýšení signálu a výraznému snížení HFIP aduktů. Opakovatelné čtyřnásobné injekce vykázaly RSD retenčního času <0,05 % a plochy píku <4 % u UV i MS detekce. Spektrální analýza odhalila deprotonované náboje z 12+ až 18+, s nejintenzivnější nabitostí 16+ (m/z 1 016,41). Dekonvoluce ukázala hlavní hmotnost analyzovaného oligonukleotidu (16 280,19 Da) s odchylkou 1,59 Da a jeho HFIP adukt (16 447,99 Da) s 1,39 Da.
Metoda umožňuje rychlé a přesné potvrzení identity i čistoty oligonukleotidů v jediném běhu. Plná integrace s Chromeleon CDS zjednodušuje zpracování dat a přináší automatizované reporty. Spojení UV a MS detekce minimalizuje zkreslení purity vlivem spoluelujících nečistot.
Očekává se rozšíření využití dekonvolučních algoritmů pro složitější sekvence a delší oligonukleotidy, nasazení umělé inteligence pro automatickou optimalizaci parametrů a vyšší propustnost v online produkčních linkách. Dalším krokem může být kombinace s iontově mobilní spektrometrií pro detailní rozlišení izobarických aduktů.
Ukázalo se, že jednočtvercový kvadrupolový hmotnostní spektrometr ISQ EM ve spojení s vanquish flex UHPLC a Chromeleon CDS poskytuje robustní, přesný a uživatelsky přívětivý postup pro identifikaci a kvantifikaci oligonukleotidů. Obě pracovní postupy – potvrzení podle m/z signálů i dekonvoluce – umožňují flexibilní přístup k analýze podle dostupných informací.
1. Thermo Scientific Application Note 72820. Oligonucleotide characterization for quality control and increased productivity by single quadrupole mass spectrometer with extended mass range.
2. Thermo Scientific Application Note 72976. Identity confirmation and accurate quantitation of a genotoxic impurity in an active pharmaceutical ingredient by UHPLC-UV coupled to a single quadrupole mass detector.
LC/MS, LC/SQ
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Kvalita oligonukleotidů je kritická v biotechnologii, vývoji genových terapií a farmaceutickém výzkumu. Spolehlivá kontrola identity a čistoty těchto makromolekul zajišťuje bezpečnost, účinnost a reprodukovatelnost výsledků. Kombinace chromatografie s hmotnostní spektrometrií přináší rychlý, robustní a přesný přístup vhodný pro rutinní analýzu.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo demonstrovat využití jednočtvercového kvadrupolového hmotnostního spektrometru ISQ EM spojeného s UHPLC Vanquish Flex pro kontrolu kvality 52 nukleotidů dlouhého jednořetězcového DNA analyzovaného ve vodném roztoku 10 µM. Představeny byly dva datové workflow: přímé potvrzení identity podle nejintenzivnějších m/z signálů a alternativní přístup založený na dekonvoluci celého spektrem pro stanovení přesné molekulové hmotnosti.
Použitá metodika a instrumentace
Chromatografie:
- UHPLC Vanquish Flex Binary s Hypersil GOLD™ 2,1×50 mm, 1,9 µm
- Gradientní eluční metoda s mobilními fázemi A (voda+0,1 % TEA+2 % HFIP) a B (methanol+0,1 % TEA+2 % HFIP)
- Průtok 0,4 mL·min⁻¹, teplota kolony 40 °C
Hmotová spektrometrie:
- ISQ EM, HESI zdroj v negativní polaritě
- Vaporizer 300 °C, přenosová trubice 350 °C, napětí -3 000 V
- Rozsah m/z 600–2 000, doba skenu 0,5 s
- Analýza v Chromeleon CDS s rezolucí profilu a integrovaným engine pro dekonvoluci
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizace zdroje vedla k 2–3násobnému zvýšení signálu a výraznému snížení HFIP aduktů. Opakovatelné čtyřnásobné injekce vykázaly RSD retenčního času <0,05 % a plochy píku <4 % u UV i MS detekce. Spektrální analýza odhalila deprotonované náboje z 12+ až 18+, s nejintenzivnější nabitostí 16+ (m/z 1 016,41). Dekonvoluce ukázala hlavní hmotnost analyzovaného oligonukleotidu (16 280,19 Da) s odchylkou 1,59 Da a jeho HFIP adukt (16 447,99 Da) s 1,39 Da.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje rychlé a přesné potvrzení identity i čistoty oligonukleotidů v jediném běhu. Plná integrace s Chromeleon CDS zjednodušuje zpracování dat a přináší automatizované reporty. Spojení UV a MS detekce minimalizuje zkreslení purity vlivem spoluelujících nečistot.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření využití dekonvolučních algoritmů pro složitější sekvence a delší oligonukleotidy, nasazení umělé inteligence pro automatickou optimalizaci parametrů a vyšší propustnost v online produkčních linkách. Dalším krokem může být kombinace s iontově mobilní spektrometrií pro detailní rozlišení izobarických aduktů.
Závěr
Ukázalo se, že jednočtvercový kvadrupolový hmotnostní spektrometr ISQ EM ve spojení s vanquish flex UHPLC a Chromeleon CDS poskytuje robustní, přesný a uživatelsky přívětivý postup pro identifikaci a kvantifikaci oligonukleotidů. Obě pracovní postupy – potvrzení podle m/z signálů i dekonvoluce – umožňují flexibilní přístup k analýze podle dostupných informací.
Reference
1. Thermo Scientific Application Note 72820. Oligonucleotide characterization for quality control and increased productivity by single quadrupole mass spectrometer with extended mass range.
2. Thermo Scientific Application Note 72976. Identity confirmation and accurate quantitation of a genotoxic impurity in an active pharmaceutical ingredient by UHPLC-UV coupled to a single quadrupole mass detector.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
High-throughput analysis of oligonucleotides using a single quadrupole mass spectrometer for quality control
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 000457 Mass Spectrometry High-throughput analysis of oligonucleotides using a single quadrupole mass spectrometer for quality control Authors Application benefits Dennis Köhler, Mauro De Pra; This work provides a simple and comprehensive quality control workflow from Thermo Fisher…
Klíčová slova
hfip, hfipintensity, intensityspectral, spectralmass, massvanquish, vanquisholigomer, oligomeradduct, adductcharge, chargecounts, countstarget, targetisq, isqhfiphfip, hfiphfipvaporizer, vaporizervariables, variablesoligonucleotides
Oligonucleotide characterization for quality control and increased productivity by single quadrupole mass spectrometer with extended mass range
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 72820 Oligonucleotide characterization for quality control and increased productivity by single quadrupole mass spectrometer with extended mass range Authors Application benefits Katherine Lovejoy, Sylvia Grosse, Mauro de Pra, Martin Samonig, Frank Steiner; Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany •…
Klíčová slova
mass, massisq, isqimpurity, impurityadducts, adductsspectrometer, spectrometerthermo, thermooligonucleotide, oligonucleotideisobutyryl, isobutyryloligomers, oligomersfound, foundvanquish, vanquishmin, minscientific, scientificpairing, pairingtime
High-throughput analysis of oligonucleotides using a single quadrupole mass spectrometer for quality control 
2022|Thermo Fisher Scientific|Postery
High-throughput analysis of oligonucleotides using a single quadrupole mass spectrometer for quality control Dennis Köhler, Mauro De Pra Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany Abstract Purpose: Show step-by-step the analysis, deconvolution, and reporting of oligonucleotide synthesis quality control with a single…
Klíčová slova
mass, masspeak, peakvariables, variablescharge, chargetarget, targetarrays, arraysthreshold, thresholdintact, intactvanquish, vanquishcustom, customchromeleon, chromeleoncds, cdsadjacent, adjacentcharges, chargesmodel
High-throughput analysis of oligonucleotides using a single quadrupole mass spectrometer for quality control
2022|Thermo Fisher Scientific|Postery
High-throughput analysis of oligonucleotides using a single quadrupole mass spectrometer for quality control Dennis Köhler, Mauro De Pra Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany ABSTRACT Purpose: Show step-by-step the analysis, deconvolution, and reporting oligonucleotide synthesis quality control with a single quadrupole…
Klíčová slova
mass, masstarget, targetintact, intactpeak, peakvariables, variablescharge, chargethreshold, thresholdvanquish, vanquishchromeleon, chromeleonadjacent, adjacentcharges, chargescds, cdsmodel, modelexpected, expectedvaporizer