Investigation of Oligonucleotide Deamination Using High Resolution Mass Spectrometry
Postery | 2025 | Waters | ASMSInstrumentace
Oligonukleotidová deaminace představuje klíčový degradační proces cytosinu a 5‐metylcytosinu vedoucí k transformaci na uracil a thymin. Tento jev ovlivňuje stabilitu a účinnost terapeutických oligonukleotidů, a proto jeho kvantifikace a kontrola hrají zásadní roli ve vývoji bioléčiv a analytických QC protokolů.
Cílem studie bylo ověřit použití vysoce rozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) pro detekci a kvantifikaci deaminovaných oligonukleotidů. Autoři navrhli výpočet Isotopického Distribučního Faktoru (IDF) založeného na posunu intenzit izotopových peaků, který umožňuje stanovit relativní obsah čistého full-length produktu (FLP) a deaminovaného impuritu.
Všechna měření probíhala na systému Waters ACQUITY Premier UPLC BSM spojeném s Xevo G3 QTof hmotnostním spektrometrem v negativním iontovém módu. Klíčové parametry:
Vysoké rozlišení QTof umožnilo opakovaně zaznamenat izotopové distribuce FLP a impuritu s posunem +0.9848 Da. Výpočet IDF na základě součtu intenzit izotopových peaků P1–P4 (vlevo od hlavního izotopu P5) a P6–P12 (vpravo od P5) prokázal:
Metoda založená na IDF a HRMS nabízí přesné a citlivé stanovení deaminace, což je pro QC laboratoře v farmaceutickém průmyslu zásadní. Mezi hlavní přínosy patří:
Další rozvoj metody může zahrnovat integraci pokročilých softwarových nástrojů pro automatizovaný výpočet IDF přímo ve výrobním prostředí. Výhledově lze tuto strategii aplikovat i na další typy chemických modifikací oligonukleotidů či komplexnější směsi degradačních produktů.
Studie demonstrovala, že systém Xevo G3 QTof v kombinaci s UPLC a výpočtem IDF poskytuje robustní, přesné a opakovatelné měření deaminace oligonukleotidů. Metoda je vhodná pro aplikace ve vývoji a kontrole kvality terapeutických oligonukleotidů.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/HRMS, LC/TOF
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Oligonukleotidová deaminace představuje klíčový degradační proces cytosinu a 5‐metylcytosinu vedoucí k transformaci na uracil a thymin. Tento jev ovlivňuje stabilitu a účinnost terapeutických oligonukleotidů, a proto jeho kvantifikace a kontrola hrají zásadní roli ve vývoji bioléčiv a analytických QC protokolů.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo ověřit použití vysoce rozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) pro detekci a kvantifikaci deaminovaných oligonukleotidů. Autoři navrhli výpočet Isotopického Distribučního Faktoru (IDF) založeného na posunu intenzit izotopových peaků, který umožňuje stanovit relativní obsah čistého full-length produktu (FLP) a deaminovaného impuritu.
Použitá metodika a instrumentace
Všechna měření probíhala na systému Waters ACQUITY Premier UPLC BSM spojeném s Xevo G3 QTof hmotnostním spektrometrem v negativním iontovém módu. Klíčové parametry:
- Kolona: ACQUITY Premier OST 2.1×50 mm
- Mobilní fáze: ion‐pair reverzní fáze s 5 mM TBuAA, 1 μM EDTA ve vodné i acetonitrilové složce
- Gradient: 60–80 % organické fáze za 1,45 min, celková doba běhu 3,7 min
- MS podmínky: m/z 400–4000, desolvační teplota 450 °C, zdrojová 120 °C, kapilární napětí 2 kV
Hlavní výsledky a diskuse
Vysoké rozlišení QTof umožnilo opakovaně zaznamenat izotopové distribuce FLP a impuritu s posunem +0.9848 Da. Výpočet IDF na základě součtu intenzit izotopových peaků P1–P4 (vlevo od hlavního izotopu P5) a P6–P12 (vpravo od P5) prokázal:
- Lineární vztah naměřených IDF vůči procentuálnímu zastoupení deaminovaného impuritu (R2 blízké 1).
- Vysokou opakovatelnost měření u tří injekčních replikátů a nezaspikeovaných kontrol.
- Schopnost rozlišit nízké úrovně deaminace od 0.10 % v rozumném časovém rámci (~150 min pro šest vzorků plus kontroly).
Přínosy a praktické využití metody
Metoda založená na IDF a HRMS nabízí přesné a citlivé stanovení deaminace, což je pro QC laboratoře v farmaceutickém průmyslu zásadní. Mezi hlavní přínosy patří:
- Rychlá analýza s minimálním časem na kolonu a měření.
- Široké lineární rozmezí pro kvantifikaci nízkých i vyšších úrovní degradace.
- Možnost implementace do standardních QC postupů pro bioléčiva.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj metody může zahrnovat integraci pokročilých softwarových nástrojů pro automatizovaný výpočet IDF přímo ve výrobním prostředí. Výhledově lze tuto strategii aplikovat i na další typy chemických modifikací oligonukleotidů či komplexnější směsi degradačních produktů.
Závěr
Studie demonstrovala, že systém Xevo G3 QTof v kombinaci s UPLC a výpočtem IDF poskytuje robustní, přesné a opakovatelné měření deaminace oligonukleotidů. Metoda je vhodná pro aplikace ve vývoji a kontrole kvality terapeutických oligonukleotidů.
Reference
- Rentel C, DaCosta J, Roussis S, Chan J, Capaldi DC, Mai B Pharm Biomed Anal 2019 173 56–61
- Capaldi DC Stress testing of oligonucleotides In Baertski SW Alsante KM Reed RA Pharmaceutical Stress Testing 2nd ed Informa Healthcare 2011 391–425
- ICH Q1A(R2) Stability Testing of New Drug Substances and Products 2003
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Quantifying Oligonucleotide Deamination with Multi-Reflecting Time-of-Flight Mass Spectrometry
2025|Waters|Aplikace
Application Note Quantifying Oligonucleotide Deamination with Multi-Reflecting Time-of-Flight Mass Spectrometry Jo-Anne Riley, Jonathan Fox, Laetitia Denbigh, Scott Berger, Nick Pittman, Ying Qing Yu Waters Corporation, United States Published on September 09, 2025 Abstract In this study, the identification and quantification…
Klíčová slova
deamination, deaminationreflecting, reflectingoligonucleotide, oligonucleotidequantifying, quantifyingflight, flightmulti, multideaminated, deaminatedspectrometry, spectrometrymass, massflp, flpidf, idftime, timeimpurity, impurityisotope, isotopeisotopic
A WORKFLOW FOR PURITY DETERMINATION, INTACT MASS MEASUREMENT AND MS/MS SEQUENCING OF OLIGONUCLEOTIDE IMPURITIES DETECTED IN SYNTHETIC OLIGOS
2023|Waters|Postery
A WORKFLOW FOR PURITY DETERMINATION, INTACT MASS MEASUREMENT AND MS/MS SEQUENCING OF OLIGONUCLEOTIDE IMPURITIES DETECTED IN SYNTHETIC OLIGOS Catalin Doneanu1, Jonathan Fox2, Brad J. Williams1, Chris Knowles3, Scott Berger1and Ying Qing Yu1 1 Waters Corporation, Milford, MA, USA; 2Waters Corporation,…
Klíčová slova
cct, ccttgc, tgcgca, gcauca, ucattc, ttcgtc, gtcgcc, gccsequence, sequenceapp, appflp, flpconfirm, confirmoligonucleotide, oligonucleotidecoverage, coverageimpurities, impuritiesoligos
Streamlining characterization and monitoring of oligonucleotide impurities using an Orbitrap-based LC-HRAM-MS platform
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 001398 Biopharma Streamlining characterization and monitoring of oligonucleotide impurities using an Orbitrap-based LC-HRAM-MS platform Application benefits Authors Hao Yang , Keeley Murphy , Yi Zhang , 1 2 3 • Comprehensive characterization of oligonucleotides and their impurities…
Klíčová slova
oligonucleotide, oligonucleotideflp, flporbitrap, orbitrapexploris, explorisimpurities, impuritiesrna, rnaimpurity, impurityvanquish, vanquishmass, masseworkflow, eworkflowfull, fullchromeleon, chromeleonsequence, sequencecharacterization, characterizationrelative
CONFIRM Sequence: A waters_connect Application for Sequencing of Synthetic Oligonucleotides and Their Impurities
2022|Waters|Aplikace
Application Note CONFIRM Sequence: A waters_connect™ Application for Sequencing of Synthetic Oligonucleotides and Their Impurities Catalin E. Doneanu, Chris Knowles, Matt Gorton, Henry Shion, Joseph Fredette, Ying Qing Yu Waters Corporation Abstract This application note demonstrates an automated, compliance-ready liquid…
Klíčová slova
impurities, impuritiessequence, sequenceoligonucleotide, oligonucleotidecoverage, coveragemse, mseprecursors, precursorscollision, collisionconfirm, confirmoligonucleotides, oligonucleotidesflp, flpcomplete, completeenergy, energybioaccord, bioaccordsynthetic, syntheticfragmentation