Confident and sensitive profiling of lipid nanoparticle raw materials and impurity identification using a LC/CAD/HRAM-MS method with inverse gradient
Aplikace | 2023 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
V posledních letech se lipidové nanočástice (LNP) staly nepostradatelným nosičem mRNA vakcín a genových terapií. Kvalita a čistota surovin použitých pro výrobu LNP zásadně ovlivňuje jejich stabilitu, účinnost i bezpečnost. Regulátoři proto požadují pečlivé sledování obsahu a identifikaci případných nečistot, zejména u nechromoforických lipidů, které vyžadují alternativní detekční techniky.
Cílem předložené aplikace bylo předvést kombinované využití Vanquish Inverse Gradient LC s Charged Aerosol Detection (CAD) a vysokorozlišující Orbitrap Exploris 120 MS pro citlivou kvantifikaci a identifikaci nečistot ve dvou klíčových LNP surovinách – DC-Chol a DSPE-mPEG. Studie ukazuje:
Vzorky DC-Chol (čtyři dodavatelé, 95–98+% čistota) a DSPE-mPEG (jeden dodavatel, 98+% čistota) byly připraveny v ethanolu (1 mg/mL). Separace proběhla na systému Thermo Scientific Vanquish Inverse Gradient LC se třemi pumpami, kolonou Hypersil GOLD C8 (2,1 × 50 mm, 1,9 µm) a CAD detektorem. Inverse gradient optimalizoval organické složení v CAD pánvi pro rovnoměrnou citlivost. MS data získal Orbitrap Exploris 120 s OptaMax NG ESI zdrojem v režimu Full MS/ddMS2. Pro zpracování sloužily Xcalibur, Chromeleon, Freestyle (Xtract dekonvoluce) a Compound Discoverer 3.3 (Expected Compounds, FISh anotace).
DC-Chol: CAD chromatogram odhalil čtyři hlavní nečistoty (označené 1–4). HRAM-MS a MS2 umožnily určit jejich modifikace na DC nebo cholesterolové části:
DSPE-mPEG: CAD trace neukázal významné nečistoty. Díky multiplitým aduktům (+NH4) a Xtract dekonvoluci byla určena distribuce molekulových hmotností podle počtu PEG jednotek (Gaussovo rozdělení). Nejhojnější izomer s 44 PEG jednotkami (m/z 2742,74 Da) podpořilo MS2 fragmentační spektrum charakteristickou stopou distearoylglyceridu (m/z 607,6).
Vývoj dál povede k vyšší automatizaci a throughputu, včetně integrovaných softwarových řešení pro hloubkovou data mining analýzu a predikci možných degradací. Rozšíření aplikace na další třídy LNP lipidů, kombinace s IM-MS (ion mobility) a multimodálními detekcemi (UV, fluorescence) zlepší komplexní profilaci. S nárůstem objemů mRNA vakcín a genových terapií poroste požadavek na validované CMC metody splňující přísné regulační standardy.
Kombinace Vanquish Inverse Gradient LC/CAD s Orbitrap Exploris HRAM-MS nabízí vysoce citlivé a spolehlivé řešení pro profilaci a strukturální identifikaci nečistot v LNP surovinách. Metoda poskytuje jak kvantitativní CAD data, tak kvalitativní MS/MS informace potřebné pro CMC a QC kontrolu surovin pro mRNA vakcíny a genové terapie.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
V posledních letech se lipidové nanočástice (LNP) staly nepostradatelným nosičem mRNA vakcín a genových terapií. Kvalita a čistota surovin použitých pro výrobu LNP zásadně ovlivňuje jejich stabilitu, účinnost i bezpečnost. Regulátoři proto požadují pečlivé sledování obsahu a identifikaci případných nečistot, zejména u nechromoforických lipidů, které vyžadují alternativní detekční techniky.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem předložené aplikace bylo předvést kombinované využití Vanquish Inverse Gradient LC s Charged Aerosol Detection (CAD) a vysokorozlišující Orbitrap Exploris 120 MS pro citlivou kvantifikaci a identifikaci nečistot ve dvou klíčových LNP surovinách – DC-Chol a DSPE-mPEG. Studie ukazuje:
- detekci a kvantifikaci hlavních surovin a spojených nečistot
- využití MS2 fragmentace a softwaru Compound Discoverer pro strukturální objasnění
- charakterizaci polydisperzity PEG-ylovaného lipidu
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky DC-Chol (čtyři dodavatelé, 95–98+% čistota) a DSPE-mPEG (jeden dodavatel, 98+% čistota) byly připraveny v ethanolu (1 mg/mL). Separace proběhla na systému Thermo Scientific Vanquish Inverse Gradient LC se třemi pumpami, kolonou Hypersil GOLD C8 (2,1 × 50 mm, 1,9 µm) a CAD detektorem. Inverse gradient optimalizoval organické složení v CAD pánvi pro rovnoměrnou citlivost. MS data získal Orbitrap Exploris 120 s OptaMax NG ESI zdrojem v režimu Full MS/ddMS2. Pro zpracování sloužily Xcalibur, Chromeleon, Freestyle (Xtract dekonvoluce) a Compound Discoverer 3.3 (Expected Compounds, FISh anotace).
Hlavní výsledky a diskuse
DC-Chol: CAD chromatogram odhalil čtyři hlavní nečistoty (označené 1–4). HRAM-MS a MS2 umožnily určit jejich modifikace na DC nebo cholesterolové části:
- –H2 (desaturace) na cholesterolové nebo DC části (2 izomery)
- +CH2 a +CHCl modifikace na kvaterním amoniu nebo karbamoylovém dusíku
- oxidace (+O)
DSPE-mPEG: CAD trace neukázal významné nečistoty. Díky multiplitým aduktům (+NH4) a Xtract dekonvoluci byla určena distribuce molekulových hmotností podle počtu PEG jednotek (Gaussovo rozdělení). Nejhojnější izomer s 44 PEG jednotkami (m/z 2742,74 Da) podpořilo MS2 fragmentační spektrum charakteristickou stopou distearoylglyceridu (m/z 607,6).
Přínosy a praktické využití metody
- Spolehlivá kvantifikace nechromoforických lipidů pomocí CAD se sjednocenou odpovědí nezávislou na struktuře
- Vysoké rozlišení MS a MS2 fragmentační data pro rychlou identifikaci a lokalizaci nečistot
- Automatizované workflow v Compound Discoverer pro cílené i necílené vyhledávání derivátů
- Schopnost odhalit skryté, nízkoúrovňové impurity koelutující s hlavním vrcholem
- Analýza polydisperzity PEG-ylovaných lipidů klíčová pro kontrolu velikosti a stability LNP
Budoucí trendy a možnosti využití
Vývoj dál povede k vyšší automatizaci a throughputu, včetně integrovaných softwarových řešení pro hloubkovou data mining analýzu a predikci možných degradací. Rozšíření aplikace na další třídy LNP lipidů, kombinace s IM-MS (ion mobility) a multimodálními detekcemi (UV, fluorescence) zlepší komplexní profilaci. S nárůstem objemů mRNA vakcín a genových terapií poroste požadavek na validované CMC metody splňující přísné regulační standardy.
Závěr
Kombinace Vanquish Inverse Gradient LC/CAD s Orbitrap Exploris HRAM-MS nabízí vysoce citlivé a spolehlivé řešení pro profilaci a strukturální identifikaci nečistot v LNP surovinách. Metoda poskytuje jak kvantitativní CAD data, tak kvalitativní MS/MS informace potřebné pro CMC a QC kontrolu surovin pro mRNA vakcíny a genové terapie.
Reference
- World Health Organization. Technical Report Series No 1039, Annex 3: Evaluation of the quality, safety and efficacy of messenger RNA vaccines for the prevention of infectious diseases: regulatory considerations; 2021.
- Hou X et al. Lipid nanoparticles for mRNA delivery. Nat Rev Mater. 2021;6:1078–1094. doi:10.1038/s41578-021-00358-0.
- Hald Albertsen C et al. The role of lipid components in lipid nanoparticles for vaccines and gene therapy. Adv Drug Deliv Rev. 2022;188:114416. doi:10.1016/j.addr.2022.114416.
- White S, Hackbusch S, Du M. Profiling raw material impurities of the lipid nanoparticle components. Thermo Fisher Scientific Application Note 001342; 2022.
- Menz M et al. Charged aerosol detection – factors affecting uniform analyte response. Thermo Fisher Scientific Technical Note 72806; 2021.
- Comstock K, Du M. Impurity profiling of mycophenolate mofetil using Orbitrap Exploris 120 MS and Vanquish UHPLC with Compound Discoverer 3.3. Thermo Fisher Scientific Application Note 000531; 2022.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Quantifying impurities in cationic lipids raw materials with the inverse gradient method using LC-CAD-MS
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 003384 Biopharma Quantifying impurities in cationic lipids raw materials with the inverse gradient method using LC-CAD-MS Authors Application benefits Sissi White , Sven Hackbusch , 1 2 • Enable the quantification of impurities even in the absence…
Klíčová slova
inverse, inversedotap, dotapimpurity, impuritygradient, gradientimpurities, impuritiesamount, amountcad, cadlipid, lipidcalculated, calculatedpiece, pieceretention, retentiondelta, deltapeak, peakdifference, differencecationic
The role of universal detection in modern liquid chromatography
2022|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
The role of universal detection in modern liquid chromatography Michael Heidorn September 21st, 2022 The world leader in serving science 1 [email protected] | 21-September-2022 What is universal detection? • A universal detector is characterized by providing a response for every…
Klíčová slova
cad, caduniversal, universaldetector, detectordspc, dspcdetectors, detectorsvanquish, vanquishlnps, lnpsisq, isqlnp, lnplipid, lipiduhplc, uhplcbiontech, biontechinverse, inversepump, pumpmoderna
Characterization of lipid nanoparticle (LNP) composition using UHPLC-CAD
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 000465 UHPLC-CAD Characterization of lipid nanoparticle (LNP) composition using UHPLC-CAD Authors Application benefits Sissi White1, Ken Cook 2, Mark Netsch3, • Simple UHPLC method for characterization of the lipid components of LNPs • Universal response shows relative…
Klíčová slova
lipid, lipiddspc, dspccholesterol, cholesterollnp, lnpmin, minarea, areadha, dhawithoffset, withoffsetamount, amountcad, cadlnps, lnpsvanquish, vanquishlipids, lipidsfisher, fisheruhplc
Sensitive cationic lipids impurities analysis with quantitation by charged aerosol detection and simultaneous mass confirmation by MS 
2025|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application brief | 003866 Pharma and biopharma Sensitive cationic lipids impurities analysis with quantitation by charged aerosol detection and simultaneous mass confirmation by MS Authors Application benefits Sissi White1, Susanne Fabel2, Highlight the sensitivity and repeatability of the LC-CAD-MS inverse…
Klíčová slova
rity, rityimpurity, impuritydotap, dotappiece, pieceapex, apexaerosol, aerosolvanquish, vanquishisq, isqcationic, cationiccharged, chargedlipid, lipidinverse, inversecad, cadmass, masspeak