Sensitive cationic lipids impurities analysis with quantitation by charged aerosol detection and simultaneous mass confirmation by MS

Význam tématu

Cationické lipidy představují klíčovou složku lipidových nanočástic používaných pro dodávku nukleových kyselin, jako jsou mRNA či siRNA. Kvalitativní a kvantitativní stanovení nečistot v těchto lipidech je zásadní pro zajištění bezpečnosti a účinnosti farmaceutických přípravků založených na lipidových nanočásticích.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl demonstrovat použití inverzního gradientu v LC-CAD-MS na platformě Thermo Scientific Vanquish Charged Aerosol Detector HP v kombinaci s ISQ EM jednochodým kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem pro citlivou analýzu a potvrzení nečistot tří modelových kationických lipidů (R-DOTAP, DLin-KC2-DMA a ALC-0315). Metoda vychází z předchozího Application Note 003384 a představuje novou konfiguraci odváděcího ventilu a softwarové funkce.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda využívá Hypersil GOLD C8 kolonu (3,0 × 100 mm, 3 μm) při 50 °C, tok mobilní fáze 0,7 mL/min a vzorkovač udržovaný při 8 °C. Inverzní gradient přepíná složení fází v definovaných časech, přičemž fáze A tvoří 5 mM formiátu amonného v 50:50 acetonitril-voda a fáze B 5 mM formiátu amonného v methanolu.
CAD HP pracuje s hodnotou výkonu 1,5, teplotou vypařovače 35 °C, datovou frekvencí 10 Hz a filtrem 5 s. Integrovaný odváděcí ventil směřuje tok do mlžidla pouze během doby eluce analytů.
MS nastavení zahrnuje HESI zdroj (+3000 V), skenovací mód m/z 300–900, dobu dwell 0,2 s, teplotu vaporizeru 338 °C a iontového transferu 300 °C.

Použitá instrumentace

• Vanquish Flex UHPLC (systémová báze Horizon/Flex, Dual Pump F, Split Sampler FT, Column Compartment H)
• Charged Aerosol Detector HP
• ISQ EM Single Quadrupole Mass Spectrometer
• Vanquish Inverse Gradient Kit
• Chromeleon 7.2.10 Chromatography Data System

Hlavní výsledky a diskuse

Sestava umožnila detekovat nejnižší impuritu R-DOTAP (0,023 mg/mL) s poměrem signál/šum 10,4 na hranici LOQ. MS kanál dosáhl S/N 54 pro tutéž stopu, což výrazně zvyšuje citlivost při hmotnostním potvrzení. Šestičetné repliky prokázaly %RSD plochy a výšky píků do 2 % a %RSD retence pod 0,03 % na CAD HP, resp. do 2,5 % na ISQ EM MS. Korelace mezi CAD a MS kanály zajišťuje spolehlivou identifikaci i kvantifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

• Vyšší citlivost a opakovatelnost analýzy nečistot kationických lipidů.
• Možnost kvantifikace i bez kalibračních standardů díky inverznímu gradientu.
• Regulatorní shoda pro QA/QC v produkci LNP formulací.
• Současná detekce CAD a hmotnostní potvrzení MS v jednom běhu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metody o vysokorysostní hmotnostní spektrometrii, automatizaci přípravy vzorků a on-line monitorování stability lipidových nanočástic. Dále lze uvažovat o miniaturizaci systémů pro vyšší propustnost a integraci do procesní kontroly výroby očkovacích látek.

Závěr

Integrované řešení LC-CAD-MS s inverzním gradientem přináší robustní a citlivou platformu pro analýzu a potvrzení nečistot v kationických lipidech, splňující náročné požadavky farmaceutického kvalitativního a kvantitativního stanovení.

Reference

• Thermo Fisher Scientific Application Note 003384: Quantifying impurities in cationic lipids raw materials with the inverse gradient method using LC-CAD-MS.
• Albertsen C. et al. The role of lipid components in lipid nanoparticles for vaccines and gene therapy. Adv Drug Deliv Rev. 2022;188:114416.
• Birdsall R. et al. Monitoring stability indicating impurities and aldehyde content in lipid nanoparticle raw material and formulated drugs. J Chromatogr B. 2024;1234:124005.