BioAccord™ LC-MS System Enhancements for Improved Native MS Analysis

Význam tématu

V biotechnologickém a farmaceutickém výzkumu je zachování nativní struktury proteinů klíčové pro přesnou charakterizaci biologických léčiv a monitorování jejich kvality. Native MS analýza poskytuje informace o nekovalentních komplexech, agregaci a modifikacích proteinů, což je zásadní pro vývoj a kontrolu bezpečnosti bioterapeutik.

Cíle a přehled studie

Studie demonstruje nedávné vylepšení BioAccord LC-MS systému, zejména rozšíření hmotnostního rozsahu detekce ACQUITY RDa detektoru až na m/z 9000 v pozitivním režimu. Cílem je ověřit schopnost analýzy větších proteinových komplexů a konjugátů pomocí nativní SEC-MS.

Použitá instrumentace

• BioAccord LC-MS System (Waters Corporation) s kompaktním TOF analyzátorem
• ACQUITY RDa Detector s rozšířeným hmotnostním rozsahem m/z 400–9000
• ACQUITY UPLC Protein BEH SEC Column (200 Å, 1.7 µm, 2.1 × 150 mm), provozovaná při 30 °C
• Waters waters_connect™ Informatics Platform pro automatizované workflow

Hlavní výsledky a diskuse

1) Test na vzorku yeast alcohol dehydrogenase (ADH) prokázal, že při standardním rozsahu m/z 400–7000 byly detekovány tetramer (~148 kDa) a dimer (~74 kDa), zatímco s rozšířeným rozsahem m/z 400–9000 se navíc objevily vyšší oligomery, konkrétně oktamer (~296 kDa).
2) Stresovaný vzorek infliximabu podrobený více cyklům zmrazování–rozmrazování vykázal v UV chromatogramu malou frakci HMW agregátů. Díky EMR režimu bylo možné detekovat mAb dimer v oblasti m/z 6500–8500, který by v původním režimu zůstal skrytý.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje analýzu vysoce hmotnostních proteinových komplexů a nekovalentních asociátů
• Podporuje monitoring agregace a kvality monoklonálních protilátek a jejich konjugátů
• Zvyšuje schopnost charakterizovat ADCs, antibody-oligonucleotide konjugáty a další složité bioterapeutické modality

Budoucí trendy a možnosti využití

Budoucí vývoj se zaměří na další rozšiřování hmotnostních rozsahů a integraci s pokročilými nondenaturačními chromatografickými technikami, jako je iontová výměnná a gelová filtrace v mikro- a nanofluidických platformách. Dále lze očekávat zlepšení citlivosti pro studium slabě vázaných komplexů a aplikaci v oblasti virových vektorů či mRNA léčiv.

Závěr

Rozšíření detekčního okna BioAccord LC-MS systému na m/z 9000 v pozitivním režimu významně rozšiřuje schopnosti nativní MS analýzy větších proteinových komplexů a agregátů, čímž naplňuje rostoucí požadavky biopharma průmyslu na charakterizaci složitých biologických léčiv.

Reference

• 1. Shion H., Yu YQ., Chen W. Enabling Routine and Reproducible Intact Mass Analysis When Data Integrity Matters. Waters Application Note 720006472, 2020.
• 2. Ippoliti S. et al. Similis Bio-Streamlined mAb Subunit LC-MS Workflow. Waters Application Note 720007997, 2023.
• 3. Ranbaduge N., Du M., Yu YQ., Chen W. Integrated Peptide Attribute Profiling. Waters Application Note 720006602, 2019.
• 4. Muriithi B. et al. Clean and Complete Protein Digestion with Autolysis Resistant Trypsin. Journal of Proteome Research 23(11):5221-5228, 2024.
• 5. Shion H., Yu YQ., Chen W. Analysis of ADCs by Native MS on BioAccord System. Waters Application Note 720006570, 2019.
• 6. Zhang X. et al. Released N-linked Glycan Analysis Using BioAccord. Waters Application Note 720006474, 2019.
• 7. DeLaney K. et al. Comparison of Released N-Glycans in Biosimilar mAb Drug Products. Waters Application Note 720008041, 2023.
• 8. Doneanu C.E. et al. Analysis of Oligonucleotide Impurities on the BioAccord System. Waters Application Note 720007301, 2021.
• 9. Doneanu C.E. et al. Intact Mass Confirmation of Modified Oligonucleotides. Waters Application Note 720007028, 2020.
• 10. D’Esposito R.J. et al. RNA CQA Analysis using the BioAccord System. Waters Application Note 720008130, 2023.
• 11. Nguyen J.M. et al. Rapid Analysis of Synthetic mRNA Cap Structure. Waters Application Note 720007329, 2021.
• 12. Zhang X. et al. Optimizing AAV Capsid Protein Analysis Using UPLC-MS. Waters Application Note 720006869, 2020.
• 13. Ippoliti S. et al. Online IEX-MS of mAb Charge Variants. Waters Application Note 720006672, 2019.
• 14. Birdsall R.E., Koshel B.M., Yu YQ. Accelerating Charge Variant Analysis of Biotherapeutics. Waters Application Note 720007706, 2022.
• 15. Mallis C.S. et al. Development of Native MS Capabilities on Extended Mass Range Q-TOF. Int. J. Mass Spectrom. 458:116451, 2020.
• 16. Wang Y. et al. Analysis of Non-Covalent Protein Complexes up to 290 kDa. Rapid Commun. Mass Spectrom. 14(1):12-17, 2000.