Improving Chromatographic Separations Of Biopharmaceuticals With MaxPeak High Performance Surfaces (HPS) Technology

Význam tématu

Biofarmaceutické terapeutika představují nejdynamičtěji rostoucí segment ve farmacii. Analytické metody musí držet krok s komplexitou moderních makromolekul (protilátky, proteiny, nukleové kyseliny, glykany, lipidové nanočástice) a zajistit spolehlivou charakterizaci kritických kvalitativních atributů během výzkumu, vývoje a výroby.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem textu je představit technologii MaxPeak™ High Performance Surfaces (HPS) implementovanou do hardwaru Waters (systémy, kolony) a ukázat její přínos k:

• redukování nežádoucích kovových interakcí
• zvýšení citlivosti, reprodukovatelnosti a robustnosti chromatografie
• univerzálnímu platformnímu řešení pro analýzy intact proteinů, peptidů, oligonukleotidů, glykánů a složek buněčných kultur

Použitá metodika a instrumentace

V přehledu byly demonstrovány tyto přístrojové konfigurace:

• Waters™ ACQUITY Premier a Arc Premier UPLC/UHPLC systémy vybavené MaxPeak HPS hardwarem
• ACQUITY UPLC H-Class PLUS a BioAccord LC-MS systémy (QDa, Xevo™ G3 QTof)
• Kolony: ACQUITY Premier a standardní BEH/CSH C18, Glycan BEH Amide, Protein SEC (250 Å), XBridge Premier a BioResolve SCX/IEX, Oligonucleotide C18
• RapiFluor-MS značení glykánů a AccQ•Tag® značení aminokyselin
• Informatika: Empower™, UNIFI™, waters_connect™

Hlavní výsledky a diskuse

• MaxPeak HPS výrazně omezila nespecifickou adsorpci metal‐analyte, což vedlo k lepším tvarům pásů, vyšší citlivosti (nárůst signálu až 34× u kyselých peptidů, 10× u oligonukleotidů) a lepší reprodukovatelnosti (RSD < 1 s retence).
• U SEC velikostní exkluze intact proteinů došlo k redukci iontových sekundárních interakcí a zlepšení rozlišení agregátů a monomerů.
• Mixed‐mode separace u uvolněných glykánů a glykanů erytropoetinu zlepšila rozlišení vysoce sialylovaných isomerů oproti HILIC.
• Metody IEX (pH i solná gradientace) byly plně migrovány mezi UPLC a UHPLC systémy s konzistentními retencemi a % obsahů variant (abs. rozdíly < 0,5 % RRT).
• Detekce lipidových nanočástic kombinací ELSD, TUV a QDa MS umožnila citlivou kvantifikaci pomocí jednoduchých Empower workflow.
• Pro analýzu poly(A) ocasů mRNA byla vyvinuta rychlá SEC‐UV metoda (127 nt poly(A) standardy) s robustní extrapolací délky.
• Pro buňky mikrobiálních kultur a kultury savčích buněk byly vyvinuty LC-MS metody (reverzní fáze, full-scan HRMS) pro monitorování živin a metabolitů s knihovnami > 200 sloučenin.
• AAA pre‐column derivatizace AccQ•Tag byla úspěšně migrována na ACQUITY Premier Binary systém bez ztráty špičkových parametrů.

Přínosy a praktické využití metody

• Univerzální platforma pro biofarmaceutické analytiky – od intact proteinů až po nukleové kyseliny a buňky.
• Vyšší spolehlivost výsledků, nižší potřeba pasivace či kondicionace systémů a kolon.
• Zkrácení času na vývoj a validaci metod díky lepší robustnosti.
• Kompatibilita s GxP prostředím a snadné nasazení ve stávajících procesních a QC laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšíření MaxPeak HPS povrchů na nové materiály a dimenze kolon pro zpřesnění analýz vysoce heterogenních biomolekul.
• Integrace umělé inteligence a pokročilých maker do informatiky pro automatizovanou identifikaci a kvantifikaci komplexních atributů.
• Rozvoj miniaturizovaných, on-line či 2D LC-MS řešení pro vysokokapacitní formulace a kontinuální výrobu.
• Propojení metabolomiky, lipidomiky a proteomiky v jednotné platformě pro holistický přístup k bioprocesům.

Závěr

MaxPeak™ HPS představuje průlomový krok ve fyzicko‐chemickém povrchovém zpracování kovových komponent LC systémů a kolon. Poskytuje reprodukovatelnou inertnost, zvyšuje citlivost i přesnost měření, a sjednocuje širokou paletu biopharmaceutických analytických úloh na jedné hardwareové a softwareové platformě Waters.

Reference