High-throughput analysis of oligonucleotides using a single quadrupole mass spectrometer for quality control
Postery | 2022 | Thermo Fisher Scientific | ISCInstrumentace
Rychlá a spolehlivá analýza oligonukleotidů je klíčová pro kontrolu kvality syntézy DNA v biotechnologii, farmaceutickém výzkumu a výrobě genových terapií. Intaktní hmotnostní stanovení umožňuje jednoznačně potvrdit správnost délky a složení řetězců, identifikovat neúplné produkty a zlepšit efektivitu výrobních procesů při zachování vysoké propustnosti i přes rozsáhlé množství vzorků.
Hlavním cílem bylo vytvořit robustní high-throughput workflow pro analýzu oligonukleotidů o délce 10–60 nukleotidů pomocí jednotného kvadrupólového hmotnostního spektrometru (ISQ EM) spojeného s UHPLC Vanquish Flex. Studie demonstruje optimalizaci chromatografických podmínek, parametry zdroje MS a automatické vyhodnocení intaktní hmotnosti s uživatelsky přívětivým reportem typu pass/fail.
Vzorky z DNA syntetizátoru byly vyhodnoceny bez dodatečné purifikace. Chromatografie probíhala na DNAPac RP kolóně (2,1×50 mm, 4 µm) v UHPLC systému Vanquish Flex s ion-pairing mobilní fází obsahující 0,1 % HFIP a trimethylammoniumacetát. Optimalizace HFIP se pohybovala v rozmezí 0,01–2 %, přičemž 0,1 % poskytlo nejlepší poměr intenzity signálu vůči množství aduktů.
Jako detekce sloužil Thermo Scientific ISQ EM Single Quadrupole Mass Spectrometer integrován v Chromeleon CDS 7.3 s modulem Intact Protein Deconvolution přizpůsobeným pro oligonukleotidy. Klíčová nastavení zdroje zahrnovala:
Optimalizovaná koncentrace 0,1 % HFIP snížila tvorbu HFIP aduktů a zvýšila intenzitu nejabundantnějšího náboje až o 20násobek oproti standardním 2 %. Workflow umožnilo chromatografické oddělení cílových oligonukleotidů od zbytků reaktantů bez nutnosti další purifikace. Deconvoluční parametry (ReSpect™, rozsah 2000–20000 Da, tolerance 100 ppm, výstup isotopický profil) vedly k automatizovanému porovnání naměřené hmotnosti s očekávanou a generování přehledného reportu.
Očekává se další rozšiřování kapacity high-throughput systémů, integrace s automatizovanými syntetizátory a rozšíření dekonvolučních nástrojů pro modifikované nukleotidy. Vývoj v oblasti ionizačních zdrojů a pokročilých datových analýz by mohl zvýšit selektivitu a citlivost měření, zejména pro terapeutické oligonukleotidy a vakcíny.
Prezentovaný protokol nabízí kompletní řešení pro kvalitativní a kvantitativní kontrolu syntézy oligonukleotidů na bázi UHPLC–MS s vysokou přesností a propustností. Optimalizace HFIP a MS parametrů zajišťují minimální tvorbu aduktů, úsporu nákladů a snadnou automatizovanou validaci výsledků.
1. D. Köhler, M. De Pra, High-throughput analysis of oligonucleotides using a single quadrupole mass spectrometer for quality control, Thermo Fisher Scientific, 2022
LC/MS, LC/SQ
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Rychlá a spolehlivá analýza oligonukleotidů je klíčová pro kontrolu kvality syntézy DNA v biotechnologii, farmaceutickém výzkumu a výrobě genových terapií. Intaktní hmotnostní stanovení umožňuje jednoznačně potvrdit správnost délky a složení řetězců, identifikovat neúplné produkty a zlepšit efektivitu výrobních procesů při zachování vysoké propustnosti i přes rozsáhlé množství vzorků.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo vytvořit robustní high-throughput workflow pro analýzu oligonukleotidů o délce 10–60 nukleotidů pomocí jednotného kvadrupólového hmotnostního spektrometru (ISQ EM) spojeného s UHPLC Vanquish Flex. Studie demonstruje optimalizaci chromatografických podmínek, parametry zdroje MS a automatické vyhodnocení intaktní hmotnosti s uživatelsky přívětivým reportem typu pass/fail.
Použitá metodika
Vzorky z DNA syntetizátoru byly vyhodnoceny bez dodatečné purifikace. Chromatografie probíhala na DNAPac RP kolóně (2,1×50 mm, 4 µm) v UHPLC systému Vanquish Flex s ion-pairing mobilní fází obsahující 0,1 % HFIP a trimethylammoniumacetát. Optimalizace HFIP se pohybovala v rozmezí 0,01–2 %, přičemž 0,1 % poskytlo nejlepší poměr intenzity signálu vůči množství aduktů.
Použitá instrumentace
Jako detekce sloužil Thermo Scientific ISQ EM Single Quadrupole Mass Spectrometer integrován v Chromeleon CDS 7.3 s modulem Intact Protein Deconvolution přizpůsobeným pro oligonukleotidy. Klíčová nastavení zdroje zahrnovala:
- Vaporizer a přenosová teplota: 350 °C
- Sheath/auxiliary plyn: 75/7,5 psig
- Spray voltage: -3000 V
- MS rozsah: 600–2000 m/z, negativní režim, doba scanu 0,5 s
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizovaná koncentrace 0,1 % HFIP snížila tvorbu HFIP aduktů a zvýšila intenzitu nejabundantnějšího náboje až o 20násobek oproti standardním 2 %. Workflow umožnilo chromatografické oddělení cílových oligonukleotidů od zbytků reaktantů bez nutnosti další purifikace. Deconvoluční parametry (ReSpect™, rozsah 2000–20000 Da, tolerance 100 ppm, výstup isotopický profil) vedly k automatizovanému porovnání naměřené hmotnosti s očekávanou a generování přehledného reportu.
Přínosy a praktické využití metody
- Zvýšení propustnosti analýz až na stovky vzorků denně bez manuálních kroků.
- Výrazná úspora HFIP na úrovni až 95 % nákladů.
- Jednoduché ověření identity produktu v Chromeleonu s pass/fail výstupem.
- Možnost přizpůsobení dekonvolučních parametrů pro různé rozsahy hmotností.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozšiřování kapacity high-throughput systémů, integrace s automatizovanými syntetizátory a rozšíření dekonvolučních nástrojů pro modifikované nukleotidy. Vývoj v oblasti ionizačních zdrojů a pokročilých datových analýz by mohl zvýšit selektivitu a citlivost měření, zejména pro terapeutické oligonukleotidy a vakcíny.
Závěr
Prezentovaný protokol nabízí kompletní řešení pro kvalitativní a kvantitativní kontrolu syntézy oligonukleotidů na bázi UHPLC–MS s vysokou přesností a propustností. Optimalizace HFIP a MS parametrů zajišťují minimální tvorbu aduktů, úsporu nákladů a snadnou automatizovanou validaci výsledků.
Reference
1. D. Köhler, M. De Pra, High-throughput analysis of oligonucleotides using a single quadrupole mass spectrometer for quality control, Thermo Fisher Scientific, 2022
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|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
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
Quality control of oligonucleotides with a single quadrupole mass spectrometer
2020|Thermo Fisher Scientific|Technické články
TECHNICAL NOTE 73670 Quality control of oligonucleotides with a single quadrupole mass spectrometer Author: Stephan Meding Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany Keywords: Single quadrupole mass spectrometer, ISQ EM, Vanquish Flex Binary, Chromeleon CDS, intact mass deconvolution Goal Show the benefit…
Klíčová slova
mass, massanalyte, analyteoligonucleotide, oligonucleotideisq, isqintensity, intensitycharge, chargecounts, countsdeprotonated, deprotonatedvanquish, vanquishsource, sourcepeak, peakconfirmation, confirmationdeconvolution, deconvolutionadduct, adductsettings
Automated, compliance-ready, intact mass confirmation of modified oligonucleotides using an LC-MS platform
2023|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 002270 Pharma Automated, compliance-ready, intact mass confirmation of modified oligonucleotides using an LC-MS platform Authors Application benefits Dennis Köhler , Hao Yang , Mauro De Pra 1 2 1 • Fast and automated mass confirmation for oligonucleotides…
Klíčová slova
sgr, sgrscr, scrsar, sarsur, surmass, massscrsgr, scrsgrpur, purpar, pareworkflow, eworkflowsarpcr, sarpcroligonucleotides, oligonucleotidesisq, isqchromeleon, chromeleontolerance, tolerancetarget