Isocratic Separation of RNA Nucleotide Triphosphates Including Pseudouridine using an Atlantis Premier BEH Z-HILIC Column
Aplikace | 2022 | WatersInstrumentace
V posledních letech se syntetická RNA, zejména mRNA, prosadila jako klíčový nástroj pro vývoj terapeutik a vakcín, např. proti SARS-CoV-2. Kvalita výchozích nukleotidů zásadně ovlivňuje efektivitu a spolehlivost mRNA syntézy. Zároveň se triphosfáty mohou během skladování či přípravy rozkládat na di- a monofosfáty, což může vést k nevyhovujícím výsledkům. Spolehlivé analytické metody pro oddělení a detekci těchto látek proto hrají v praxi zásadní roli.
Studie si klade za cíl vyvinout rychlou isokratickou metodu na separaci čtyř hlavních RNA nukleotidových triphosfátů (ATP, CTP, GTP, UTP) a modifikovaného pseudouridin-triphosfátu (pUTP). Metoda využívá kolonku Atlantis Premier BEH Z-HILIC a jednoduché pufrované mobilní fáze, optimalizované pro krátký analytický cyklus a kompatibilitu s UV i MS detekcí.
Vzorky nukleotidů byly připraveny v acetonitrilu s 7–30 % vodné složky podle druhu látky, finální směs obsahovala 50 µg/mL každého nukleotidu v poměru 90:10 acetonitril:voda. Pseudouridin-triphosfát byl aplikován samostatně.
Optimalizace probíhala ve třech krocích: odstranění metanolu pro lepší tvar píků CTP a GTP, zvýšení podílu vody z 25 % na 30 % pro kratší retence a finální snížení průtoku na 0,2 mL/min pro maximální rozlišení pUTP/UTP. Všechny pět analyzátů bylo dosaženo v rámci 15 min s baseline separací a dostatečnou citlivostí pro detekci degradantů (di-/monofosfátů).
Je vyvinuta robustní HILIC metoda pro separaci čtyř hlavních RNA triphosfátů a pseudouridin-triphosfátu s vysokou účinností, rychlostí (<15 min) a vhodností pro UV i MS detekci. Metoda umožňuje spolehlivou QC výchozích nukleotidů v syntetických pracovištích.
Spotřební materiál, HPLC, LC kolony
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
V posledních letech se syntetická RNA, zejména mRNA, prosadila jako klíčový nástroj pro vývoj terapeutik a vakcín, např. proti SARS-CoV-2. Kvalita výchozích nukleotidů zásadně ovlivňuje efektivitu a spolehlivost mRNA syntézy. Zároveň se triphosfáty mohou během skladování či přípravy rozkládat na di- a monofosfáty, což může vést k nevyhovujícím výsledkům. Spolehlivé analytické metody pro oddělení a detekci těchto látek proto hrají v praxi zásadní roli.
Cíle a přehled studie
Studie si klade za cíl vyvinout rychlou isokratickou metodu na separaci čtyř hlavních RNA nukleotidových triphosfátů (ATP, CTP, GTP, UTP) a modifikovaného pseudouridin-triphosfátu (pUTP). Metoda využívá kolonku Atlantis Premier BEH Z-HILIC a jednoduché pufrované mobilní fáze, optimalizované pro krátký analytický cyklus a kompatibilitu s UV i MS detekcí.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky nukleotidů byly připraveny v acetonitrilu s 7–30 % vodné složky podle druhu látky, finální směs obsahovala 50 µg/mL každého nukleotidu v poměru 90:10 acetonitril:voda. Pseudouridin-triphosfát byl aplikován samostatně.
- LC systém: ACQUITY UPLC H-Class PLUS s QSM, SM-FTN, Column Manager, PDA detektorem
- Kolonka: Atlantis Premier BEH Z-HILIC, 2,1×100 mm, 2,5 µm
- Mobilní fáze: 70:30 v/v acetonitril:20 mM ammonium acetát (pH 9,0)
- Teplota kolony 20 °C, vzorku 10 °C, průtok 0,2 mL/min, detekce UV 260 nm
- Software: Empower 3 FR4
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizace probíhala ve třech krocích: odstranění metanolu pro lepší tvar píků CTP a GTP, zvýšení podílu vody z 25 % na 30 % pro kratší retence a finální snížení průtoku na 0,2 mL/min pro maximální rozlišení pUTP/UTP. Všechny pět analyzátů bylo dosaženo v rámci 15 min s baseline separací a dostatečnou citlivostí pro detekci degradantů (di-/monofosfátů).
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá a jednoduchá QC analýza nukleotidů před mRNA syntézou
- Bez ion-pair činidel vhodná pro LC–MS
- Vysoká citlivost a čistý tvar píků díky technologii MaxPeak Premier HPS
- Jednoduchá příprava mobilní fáze a reproducibilita měření
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace s hmotnostní spektrometrií pro přesné rozeznání izobarických sloučenin
- Rozšíření metodiky na jiné nukleotidy či modifikace RNA
- Automatizace a online monitorování stability nukleotidů
- Vývoj multidimenzionálních chromatografických přístupů pro komplexní analýzu nativních i modifikovaných ribonukleotidů
Závěr
Je vyvinuta robustní HILIC metoda pro separaci čtyř hlavních RNA triphosfátů a pseudouridin-triphosfátu s vysokou účinností, rychlostí (<15 min) a vhodností pro UV i MS detekci. Metoda umožňuje spolehlivou QC výchozích nukleotidů v syntetických pracovištích.
Reference
- Xu S, Yang K, Li R, Zhang L. mRNA Vaccine Era–Mechanisms, Drug Platform and Clinical Prospection. Int J Mol Sci. 2021;22:6582.
- Werner A. Reversed-phase and Ion-Pair Separations of Nucleotides, Nucleosides, and Nucleobases: Analysis of Biological Samples in Health and Disease. J Chromatogr B. 1993;619:3–14.
- Yang FQ, Li DQ, Feng K, Hu DJ, Li SP. Determination of Nucleotides, Nucleosides and Their Transformation Products in Cordyceps by Ion-Pairing RP-LC-MS. J Chromatogr A. 2010;1217:5501–5510.
- Smith K, Rainville P. Utilization of MaxPeak High Performance Surfaces and the Atlantis Premier BEH C18 AX Column to Increase Sensitivity of LC-MS Analysis. Waters Appl Note. 2020;720006745.
- Walter TH et al. Modifying the Metal Surfaces in HPLC Systems and Columns to Prevent Analyte Adsorption and Other Deleterious Effects. LCGC. 2022;40(6):28–34.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Improved Separation of RNA Nucleotides, Nucleosides, and Nucleobases on Atlantis Premier BEH Z-HILIC Columns
2021|Waters|Aplikace
Application Note Improved Separation of RNA Nucleotides, Nucleosides, and Nucleobases on Atlantis Premier BEH Z-HILIC Columns Kenneth D. Berthelette, Steve Shiner, Thomas H. Walter, Jennifer M. Nguyen, Jonathan E. Turner Waters Corporation Abstract The use of novel HILIC stationary phases…
Klíčová slova
hilic, hilicbeh, behpremier, premiernucleotides, nucleotidesmaxpeak, maxpeakstationary, stationaryatlantis, atlantisnucleosides, nucleosideshps, hpshardware, hardwarerna, rnaphases, phasescritical, criticalsurfaces, surfacesquarternary
Development and Optimization of a HILIC- MS Separation of 17 Free Amino Acids using an XBridge Premier BEH Amide Column
2023|Waters|Aplikace
Application Note Development and Optimization of a HILICMS Separation of 17 Free Amino Acids using an XBridge Premier BEH Amide Column Kenneth D. Berthelette, Jamie Kalwood, Kim Haynes Waters Corporation Abstract Method development can be an arduous task. While method…
Klíčová slova
amide, amidecolumn, columnhilic, hilicpremier, premierbeh, behstationary, stationaryionic, ionicinteractions, interactionsxbridge, xbridgebuffer, buffergradient, gradientphases, phasescan, canoptimization, optimizationselectivity
Introducing Atlantis BEH Z-HILIC: A Zwitterionic Stationary Phase Based on Hybrid Organic/Inorganic Particles
2021|Waters|Technické články
Application Note Introducing Atlantis BEH Z-HILIC: A Zwitterionic Stationary Phase Based on Hybrid Organic/Inorganic Particles Thomas H. Walter, Kenneth D. Berthelette, Amit Patel, Bonnie A. Alden, Justin McLaughlin, Jessica Field, Nicole Lawrence, Steve Shiner Waters Corporation Abstract Among the many…
Klíčová slova
acquity, acquitybeh, behzwitterionic, zwitterionicpda, pdauplc, uplctest, testhilic, hilicbatch, batchclass, classconditions, conditionstuv, tuvstationary, stationaryselectivity, selectivityreproducibility, reproducibilitystability
Application Note Separation of Pentose Phosphate Pathway, Glycolysis, and Energy Metabolites Using an ACQUITY Premier System With an Atlantis Premier BEH Z-HILIC Column
2021|Waters|Aplikace
Application Note Separation of Pentose Phosphate Pathway, Glycolysis, and Energy Metabolites Using an ACQUITY Premier System With an Atlantis Premier BEH Z-HILIC Column Kerri M. Smith, Fadi L. Alkhateeb, Kathryn Brennan, Paul D. Rainville, Thomas H. Walter Waters Corporation For…
Klíčová slova
atlantis, atlantispremier, premierbeh, behhilic, hiliccolumn, columnsurfaces, surfacesmetal, metalpentose, pentosephosphate, phosphatemetabolites, metabolitesmaxpeak, maxpeakacquity, acquitycentral, centralfraught, fraughtinteractions