Impurity Profiling and Characterization of Therapeutic Oligonucleotides using Nominal Mass Spectrometry on a Single Quadrupole LC-UV-MS system

Význam tématu

Charakterizace a profilování produktových a produkt-souvisejících nečistot v terapeutických oligonukleotidových preparátech je nezbytná pro zajištění kvality a účinnosti léčiv. Rychlé a přesné stanovení plné délky sekvence i krátkých vedlejších produktů přispívá k optimalizaci syntézy, čištění a farmaceutické výroby.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit použití nominální hmotnostní spektrometrie na jednojadrovém kvadrupólu propojeném s LC-UV pro potvrzení sekvence a kvantifikaci nečistot v modelovém oligonukleotidu. Využití softwaru LabSolutions Insight Biologics pro dekonvoluci nabíjecích stavů a vyhledání předvídatelných krátkých (shortmers) a prodloužených (longmers) nečistot bylo klíčové pro zjednodušené zpracování dat.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda:

• Ion-pair reverzní fáze (HFIP/DBA) na kolonce Shim-pack Scepter Claris.
• Optimalizace chromatografických podmínek pro separaci plného produktu a dvou krátkých nečistot (N-1, N-3) spikovaných na 10 % úrovni.
• Alternativně přímé vtokové (flow injection) analýzy bez chromatografického rozlišení.

Instrumentace:

• Shimadzu Nexera XSTM inert LC systém.
• Shimadzu Single Quadrupole LCMS-2050, negativní ionizace, m/z 600–2000, profilový režim.
• Softwarová platforma LabSolutions Insight Biologics pro integraci chromatogramů, dekonvoluci nabíjecích stavů a porovnání relativních abundancí.

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatografické oddělení umožnilo rozlišení plné délky (20 mer) a dvou krátkých nečistot spikovaných na 10 % úrovni. Kalibrační křivky pro rozsah 10–50 pmol/µL prokázaly vynikající linearitu. Při nucené koeluci N-1 nečistoty s plným produktem byla kompenzována potlačením signálu, ale Insight Biologics software i zde spolehlivě vyhodnotil abundanci jednotlivých složek. Flow injection analýza ukázala, že přestože všechny komponenty spolu koeluují, lze je na základě nominální hmotnosti přesně identifikovat a kvantifikovat srovnatelně s chromatograficky rozlišenou analýzou.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednoduchá a rychlá datová cesta pro potvrzení sekvence a profilování nečistot.
• Možnost analýzy i bez chromatografického rozlišení pomocí flow injection, vhodná pro vysokopropustné režimy.
• Compliance-ready řešení využívající hlavní instrumentaci běžných analytických laboratoří.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další typy modifikovaných oligonukleotidů a vyšší hmotnostní rozlišení.
• Integrace s vysoce propustnými automatizovanými platformami a pokročilými algoritmy strojového učení pro predikci a identifikaci neznámých nečistot.
• Kombinace nominální a vysokorozlišovací MS pro komplexní profilování výrobních procesů a stability produktů.

Závěr

Studie prokázala, že nominální hmotnostní spektrometrie na jednojadrovém kvadrupólu v kombinaci s LC-UV a pokročilým softwarem nabízí spolehlivou, rychlou a flexibilní platformu pro charakterizaci terapeutických oligonukleotidů a jejich nečistot. Metoda podporuje optimalizaci syntézy, čištění a QC procesů v preklinickém i výrobním prostředí.

Reference

V prezentovaném textu nejsou uvedeny konkrétní citace literatury.