Rapid analysis of titer, aggregate and intact mass of antibody therapeutics using multi-dimensional liquid chromatography coupled with native mass spectroscopy
Postery | 2023 | Agilent Technologies | ASMSInstrumentace
Multiparametrové sledování bioterapeutik kombinuje chromatografii a hmotnostní spektrometrii v online režimu, což umožňuje současné stanovení titru, agregátů a intaktního hmotnostního spektra monoklonálních protilátek během několika minut. Metoda významně zkracuje dobu analýzy, minimalizuje manuální zásahy a zvyšuje reprodukovatelnost, což je klíčové pro kontrolu kvality a procesní analytické technologie v biotechnologickém průmyslu.
Cílem práce je představit rychlý online workflow 2D-LC/MS využívající afinitní chromatografii na protein-A pro stanovení titru v první dimenzi a SEC-MS pro analýzu velikostních variant ve druhé dimenzi. Studie demonstruje aplikaci na dvě referenční monoklonální protilátky (mAb A a mAb B) a na vzorek kultivačního média.
Studie využívá heart-cut 2D-LC spojené s nativní hmotnostní spektrometrií:
Analýza monoklonální protilátky mAb A:
Case Study I – monoklonální protilátka mAb B:
Case Study II – analyza kultivačního média (mAb A):
Metoda nabízí velmi rychlou analýzu (<8 min), nízkou spotřebu vzorku (10–15 µg) a eliminuje časově náročné manuální kroky včetně buffer exchange. Je vhodná pro rutinní kontrolu kvality (QC) a on-line procesní monitoring (PAT) ve výrobě bioterapeutik.
Očekává se rozšíření do více chromatografických dimenzí, integrace pokročilých algoritmů a umělé inteligence pro automatizovanou analýzu dat a optimalizaci procesů v reálném čase.
Předložená 2D-ProA-SEC-MS metoda umožňuje komplexní a rychlou charakterizaci monoklonálních protilátek se stanovením titru, agregátů a detailní analýzou glykoforem bez nutnosti manuálních zásahů či dlouhých přípravných kroků.
1. Stoll D.R., Carr P.W. Two-Dimensional Liquid Chromatography: A State of the Art Tutorial. Anal. Chem. 2017, 89, 519–531.
2. Ehkirch A. et al. A Novel Online Four-Dimensional SEC×SEC-IM×MS Methodology for Characterization of Monoclonal Antibody Size Variants. Anal. Chem. 2018, 90, 13929–13937.
3. Verscheure L. et al. 3D-LC-MS with 2D Multimethod Option for Fully Automated Assessment of Multiple Attributes of Monoclonal Antibodies. Anal. Chem. 2022, 94, 6502–6511.
4. Sarin D., Kumar S., Rathore A.S. Multiattribute Monitoring of Charge-Based Heterogeneity of Recombinant Monoclonal Antibodies Using 2D HIC-WCX-MS. Anal. Chem. 2022, 94(43):15018–15026.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, 2D-LC
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Multiparametrové sledování bioterapeutik kombinuje chromatografii a hmotnostní spektrometrii v online režimu, což umožňuje současné stanovení titru, agregátů a intaktního hmotnostního spektra monoklonálních protilátek během několika minut. Metoda významně zkracuje dobu analýzy, minimalizuje manuální zásahy a zvyšuje reprodukovatelnost, což je klíčové pro kontrolu kvality a procesní analytické technologie v biotechnologickém průmyslu.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem práce je představit rychlý online workflow 2D-LC/MS využívající afinitní chromatografii na protein-A pro stanovení titru v první dimenzi a SEC-MS pro analýzu velikostních variant ve druhé dimenzi. Studie demonstruje aplikaci na dvě referenční monoklonální protilátky (mAb A a mAb B) a na vzorek kultivačního média.
Použitá metodika a instrumentace
Studie využívá heart-cut 2D-LC spojené s nativní hmotnostní spektrometrií:
- První dimenze: Bio-Monolith rProtein A kolona (4,95×5,2 mm) na UHPLC Agilent 1290 Infinity II pro purifikaci a stanovení titru.
- Druhá dimenze: AdvanceBio SEC kolona (300 Å, 4,6×150 mm, 2,7 µm) na stejném UHPLC pro rozlišení velikostních variant.
- MS detekce: Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF s Dual Agilent JetStream ESI, nastavení suchý plyn 350 °C/13 L/min, tlak rozprašovače 35 psi, teplota pláště 300 °C, tryska 5500 V, fragmentor 150 V, m/z rozsah 2500–20000, rychlost 1 spektrum/s.
- Software: MassHunter Workstation LC/MS Data Acquisition 10.0.
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza monoklonální protilátky mAb A:
- Purifikace a stanovení titru v D1, přenos hlavního vrcholu do D2 metodou heart-cut.
- SEC-MS profil ukázal monomerní formu s m/z 5000–7000 a nabitím +22 až +28.
- Dekonvoluce identifikovala tři hlavní glykofomy: G0F/G0F (~148 058 Da), G0F/G1F (~148 219 Da) a G1F/G1F (~148 380 Da).
Case Study I – monoklonální protilátka mAb B:
- D1 poskytla jediný vrchol, v D2 se rozlišilo ~22 % HMWs a ~78 % monomer.
- HMWs dekonvoluce: ~298 402 Da, ~298 723 Da, ~299 048 Da a ~299 372 Da odpovídající různým glykofomám.
- Monomerní dekonvoluce: ~149 201 Da, ~149 363 Da, ~149 524 Da a ~149 685 Da pro čtyři glykovarianty.
Case Study II – analyza kultivačního média (mAb A):
- Purifikace ze supernatantu potvrdila jasnou separaci monomeru od neafinitních složek.
- SEC-MS ukázalo ~0,9 % HMWs a ~99 % monomer se stejnými glykofomovými profily jako u čistého vzorku.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí velmi rychlou analýzu (<8 min), nízkou spotřebu vzorku (10–15 µg) a eliminuje časově náročné manuální kroky včetně buffer exchange. Je vhodná pro rutinní kontrolu kvality (QC) a on-line procesní monitoring (PAT) ve výrobě bioterapeutik.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření do více chromatografických dimenzí, integrace pokročilých algoritmů a umělé inteligence pro automatizovanou analýzu dat a optimalizaci procesů v reálném čase.
Závěr
Předložená 2D-ProA-SEC-MS metoda umožňuje komplexní a rychlou charakterizaci monoklonálních protilátek se stanovením titru, agregátů a detailní analýzou glykoforem bez nutnosti manuálních zásahů či dlouhých přípravných kroků.
Reference
1. Stoll D.R., Carr P.W. Two-Dimensional Liquid Chromatography: A State of the Art Tutorial. Anal. Chem. 2017, 89, 519–531.
2. Ehkirch A. et al. A Novel Online Four-Dimensional SEC×SEC-IM×MS Methodology for Characterization of Monoclonal Antibody Size Variants. Anal. Chem. 2018, 90, 13929–13937.
3. Verscheure L. et al. 3D-LC-MS with 2D Multimethod Option for Fully Automated Assessment of Multiple Attributes of Monoclonal Antibodies. Anal. Chem. 2022, 94, 6502–6511.
4. Sarin D., Kumar S., Rathore A.S. Multiattribute Monitoring of Charge-Based Heterogeneity of Recombinant Monoclonal Antibodies Using 2D HIC-WCX-MS. Anal. Chem. 2022, 94(43):15018–15026.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Monitoring of multiple quality attributes of intact monoclonal antibodies from bioreactors by switchable 2D-LC-MS
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 003310 Biopharma Monitoring of multiple quality attributes of intact monoclonal antibodies from bioreactors by switchable 2D-LC-MS Authors Application benefits Maria Grübner , Kai Scheffler , 1 1 • Heart-cut 2D-LC with protein A affinity chromatography (ProA) of…
Klíčová slova
scx, scxproa, proahcc, hccvariants, variantssec, secnistmab, nistmabcnistmab, cnistmabcharge, chargemab, mabvariant, varianthmw, hmwselectvalve, selectvalveglycoforms, glycoformsintact, intactcutvalve
Multi-attribute monitoring of aggregates and charge variants of monoclonal antibody through native 2D- SEC-MS-WCX-MS
2023|Agilent Technologies|Postery
Poster Reprint ASMS 2023 Poster number MP 626 Multi-attribute monitoring of aggregates and charge variants of monoclonal antibody through native 2DSEC-MS-WCX-MS Sunil Kumar1, Tushar Sharad Savane1, Vadiraja Bhat2, Mike Knierman3, Anurag Singh Rathore1 1 Department of Chemical Engineering, Indian Institute…
Klíčová slova
mab, mabmonomer, monomercharge, chargedimension, dimensionstressed, stressedwcx, wcxdimer, dimermass, massmain, mainwaste, wastenative, nativedeconvolution, deconvolutionintact, intactheterogeneities, heterogeneitiesjetstream
High Efficiency Protein A Affinity Columns for the LC-MS and 2D LC-MS Analysis of mAb and msAb
2025|Waters|Postery
High Efficiency Protein A Affinity Columns for the LC-MS and 2D LC-MS Analysis of mAb and msAb A quiver of LC-MS based approaches for the sub-unit and intact and analysis of intact monoclonal antibodies (mAb) and multispecific antibodies (msAb) directly…
Klíčová slova
proa, proacccf, cccfmsab, msabmab, mabintact, intactneat, neatnistmab, nistmabhcnhcm, hcnhcminsets, insetsmock, mockmass, massculture, culturenative, nativehmw, hmwcell
A native multi-dimensional monitoring workflow for at-line characterization of mAb titer, size, charge, and glycoform heterogeneities in cell culture supernatant
2023|Agilent Technologies|Postery
Poster Reprint ASMS 2023 Poster number MP 625 A native multi-dimensional monitoring workflow for at-line characterization of mAb titer, size, charge, and glycoform heterogeneities in cell culture supernatant Sanghati Bhattacharya1, Shashank Jain2 , Vadiraja Bhat3, Srishti Joshi1, Anurag S. Rathore1…
Klíčová slova
oxidatio, oxidatiooxidation, oxidationproa, proavariants, variantscharge, chargesec, secrproa, rproaharvest, harvestenvelope, envelopepat, patsupernatant, supernatantwcx, wcxpeak, peakammonium, ammoniumacetate