Qualitative Analysis of Synthetic DNA Using a Single Quadrupole Mass Spectrometer

Význam tématu

Oligonukleotidová terapeutika představují moderní třídu léčiv, která se vyrábějí chemickou syntézou. Pečlivé stanovení molekulové hmotnosti a integrity syntetizovaných řetězců je klíčové pro zajištění kvality a bezpečnosti těchto látek. Hyphenace UHPLC s hmotnostní spektrometrií nabízí rychlou a spolehlivou analýzu, nezbytnou při vývoji a kontrole léčiv.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat jednoduchou a citlivou analytickou metodu pro stanovení molekulové hmotnosti 70 nukleotidů dlouhého jednovláknového DNA oligomeru s přesností v rámci 1 Da od teoretické hodnoty. Analýza byla provedena pomocí Nexera XS inert UHPLC systému spojeného s LCMS-2050 jednochodým kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci oligomeru byla využita kolona Shim-pack Scepter Claris C18-120 (100 × 2,1 mm, 1,9 μm) s inertním povrchem, aby se minimalizovala adsorpce vzorku. Mobilní fáze obsahovala 95,4 mM HFIP a 7,1 mM TEA v vodu (A) a v methanolu (B). Gradientní program začínal při 5 % B, zvýšil se na 35 % během 15 min, následně na 80 % (16–17 min) a vrátil se na 5 % (18–25 min). Průtok činil 0,3 mL/min, teplota kolony 50 °C a detekce PDA při 200–400 nm.

Při detekci molekulové hmotnosti sloužila hmotnostní spektrometrie LCMS-2050 vybavená zdrojem DUIS kombinujícím ESI a APCI v negativním módu. Pracovní podmínky: interface voltage −2,0 kV, rozsah m/z 600–2000, nebulizační plyn 2,0 L/min, sušící plyn 5,0 L/min, ohřívací plyn 7,0 L/min, teplota desolvace 450 °C, DL 200 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatogram UV při 260 nm a TIC ukázaly jediný hlavní pík v 11 min. Hmotnostní spektrum detekovalo multipletní ionty se štěpením na nabití 17–22. Po dekonvoluci byla odhadnutá molekulová hmotnost 21465,4 Da, což je v rámci 1 Da od teoretické hodnoty 21465,9 Da. Vysoce nabité ionty zlepšily spolehlivost odhadu molekulové hmotnosti.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé a citlivé stanovení molekulové hmotnosti oligonukleotidů v rámci terapeutického vývoje a kontroly kvality. Inertní UHPLC systém minimalizuje ztráty vzorku a hmotnostní spektrometr LCMS-2050 nabízí uživatelsky přívětivé ovládání obdobné běžným LC systémům.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na analýzu kratších i delších oligonukleotidů, včetně modifikovaných a konjugovaných struktur.
• Integrace s pokročilým softwarovým zpracováním dat pro rychlejší dekonvoluci a identifikaci nepříměsí.
• Vyšší automatizace a vysokopropustné workflow pro screening rozsáhlých knihoven syntetických oligomerů.

Závěr

Studie prokázala, že inertní UHPLC spojená s jednochodým kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem LCMS-2050 dokáže přesně a citlivě stanovit molekulovou hmotnost oligonukleotidů v terapeutických aplikacích. Metoda přináší spolehlivý analytický nástroj pro vývoj a kontrolu kvality oligonukleotidových léčiv.

Reference

• Simple Analysis of Impurities in Oligonucleotide Therapeutics Using a Single Quadrupole Mass Spectrometer, Application News No.01-00656-EN
• An Oligonucleotide Impurity Analysis Workflow Using LabSolutions Insight Biologics Software, Application News No.01-00595A-EN