Monoclonal Antibody Workflows on the Shimadzu Q-TOF LCMS-9030 Using the Protein Metrics Software Suite
Aplikace | 2019 | ShimadzuInstrumentace
Charakterizace monoklonálních protilátek je zásadní pro vývoj a kontrolu kvality moderních bioterapeutik. Díky své komplexní čtyřřetězcové struktuře (dvě těžké a dvě lehké řetězce) a variabilitě posttranslačních modifikací vyžadují tyto proteiny vysoce citlivé a specifické analytické metody.
Text představuje aplikační poznámku, v níž byla testována schopnost workflow na bázi Shimadzu Q-TOF LCMS-9030 spolu se softwarem Protein Metrics k detailnímu rozboru referenčního standardu rekombinantní lidské IgG1κ (NIST mAb). Studie popisuje analýzu intact proteinu, jeho redukovaných podjednotek, peptidové mapování a deglykozylaci.
Vzorek NIST mAb byl nejprve analyzován intact (1 mg/mL v 50 mM amonium-bikarbonátu). Pro subjednotkovou analýzu byla provedena redukce disulfidických můstků (8 M močovina, 50 mM Tris-HCl, 50 mM DTT), následovaná alkylací (IAA) a dělením na těžký (HC) a lehký řetězec (LC). Peptidové mapování zahrnovalo digesci enzymy trypsin, Glu-C a Lys-C (poměr 1:25), desalting kartridžemi SPE a chromatografii na C18. Pro studium glykosylace byl intact i redukovaný vzorek inkubován s PNGase F pro odstranění N-glykanů.
Intact analýza prokázala přesnost měřených hmotností pro hlavní glykoformy pod 25 ppm. Subunitová dekonvoluce potvrdila očekávané masy HC a LC. Kombinace digesčních enzymů vedla k 100% pokrytí sekvencí obou řetězců. Deglykozylovaná forma ukázala odstranění N-glykanů při zachování integrity proteinu a umožnila přesnou identifikaci zbytku hmotnosti po PTM.
Navržený workflow nabízí komplexní řešení pro biotechnologický výzkum i kontrolu kvality: rychlé ověření intact formy, detailní analýzu podjednotek, peptidovou identifikaci i monitoring posttranslačních modifikací. Vysoké rozlišení a robustní software zkracují čas od dat ke zpracování výsledků.
Očekává se rozšíření podobných workflow na další třídy bioterapeutik (bispecifické protilátky, konjugáty), integrace umělé inteligence pro automatickou interpretaci spekter a vyšší automatizace přípravy vzorků. Vylepšení softwaru umožní jemnější kvantifikaci vzácných modifikací.
Shimadzu Q-TOF LCMS-9030 ve spojení s Protein Metrics představuje univerzální a přizpůsobitelnou platformu pro detailní charakterizaci monoklonálních protilátek. Metoda zajišťuje vysokou přesnost měření, úplné sekvenční pokrytí a spolehlivou identifikaci glykosylace i dalších PTM.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Charakterizace monoklonálních protilátek je zásadní pro vývoj a kontrolu kvality moderních bioterapeutik. Díky své komplexní čtyřřetězcové struktuře (dvě těžké a dvě lehké řetězce) a variabilitě posttranslačních modifikací vyžadují tyto proteiny vysoce citlivé a specifické analytické metody.
Cíle a přehled studie / článku
Text představuje aplikační poznámku, v níž byla testována schopnost workflow na bázi Shimadzu Q-TOF LCMS-9030 spolu se softwarem Protein Metrics k detailnímu rozboru referenčního standardu rekombinantní lidské IgG1κ (NIST mAb). Studie popisuje analýzu intact proteinu, jeho redukovaných podjednotek, peptidové mapování a deglykozylaci.
Použitá metodika
Vzorek NIST mAb byl nejprve analyzován intact (1 mg/mL v 50 mM amonium-bikarbonátu). Pro subjednotkovou analýzu byla provedena redukce disulfidických můstků (8 M močovina, 50 mM Tris-HCl, 50 mM DTT), následovaná alkylací (IAA) a dělením na těžký (HC) a lehký řetězec (LC). Peptidové mapování zahrnovalo digesci enzymy trypsin, Glu-C a Lys-C (poměr 1:25), desalting kartridžemi SPE a chromatografii na C18. Pro studium glykosylace byl intact i redukovaný vzorek inkubován s PNGase F pro odstranění N-glykanů.
Použitá instrumentace
- UHPLC Shimadzu (dvojice LC-30AD pump, DGU-20A5R, SIL-30ACMP, CTO-20AC, CBM-20A)
- Q-TOF hmotnostní spektrometr LCMS-9030 s LabSolutions Ver. 5.95
- Kolony Restek Ultra C4 (150×2.1 mm, 5 µm) a Raptor ARC-18 (150×2.1 mm, 2.7 µm)
- Protein Metrics software suite (Intact Mass Workflow, PTM Workflow)
Hlavní výsledky a diskuse
Intact analýza prokázala přesnost měřených hmotností pro hlavní glykoformy pod 25 ppm. Subunitová dekonvoluce potvrdila očekávané masy HC a LC. Kombinace digesčních enzymů vedla k 100% pokrytí sekvencí obou řetězců. Deglykozylovaná forma ukázala odstranění N-glykanů při zachování integrity proteinu a umožnila přesnou identifikaci zbytku hmotnosti po PTM.
Přínosy a praktické využití metody
Navržený workflow nabízí komplexní řešení pro biotechnologický výzkum i kontrolu kvality: rychlé ověření intact formy, detailní analýzu podjednotek, peptidovou identifikaci i monitoring posttranslačních modifikací. Vysoké rozlišení a robustní software zkracují čas od dat ke zpracování výsledků.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření podobných workflow na další třídy bioterapeutik (bispecifické protilátky, konjugáty), integrace umělé inteligence pro automatickou interpretaci spekter a vyšší automatizace přípravy vzorků. Vylepšení softwaru umožní jemnější kvantifikaci vzácných modifikací.
Závěr
Shimadzu Q-TOF LCMS-9030 ve spojení s Protein Metrics představuje univerzální a přizpůsobitelnou platformu pro detailní charakterizaci monoklonálních protilátek. Metoda zajišťuje vysokou přesnost měření, úplné sekvenční pokrytí a spolehlivou identifikaci glykosylace i dalších PTM.
Reference
- Wang W. Instability, stabilization, and formulation of liquid protein pharmaceuticals. Int J Pharm. 1999;185(2):129–188.
- Chen G. Characterization of Protein Therapeutics using Mass Spectrometry. Springer; 2013.
- Varki A. et al. Essentials of Glycobiology, Second Edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2009.
Podobná PDF
Qualitative Characterization and Quantitative Assessment of Monoclonal Antibodies Using Protein Metrics and nSMOLcoupled with the Shimadzu LCMS-9030 QTOF
2019|Shimadzu|Postery
Qualitative Characterization and Quantitative Assessment of Monoclonal Antibodies Using Protein Metrics and nSMOL coupled with the Shimadzu LCMS-9030 QTOF Vikki Johnson, Stephen Kurzyneic Shimadzu Scientific Instruments, Inc., Carlsbad, CA 800-477-1227 1. Introduction In this poster, we use the new LC-MS…
Klíčová slova
nsmol, nsmolmab, mabnist, nistselectively, selectivelyproteolysis, proteolysisspectrum, spectrumintact, intactfab, fabquantitation, quantitationdeconvoluted, deconvolutedprotein, proteinantibodies, antibodiesserum, serumintertek, intertekδmass
Monoclonal Antibody (mAb) Intact Mass and Subunit Analysis Using Shimadzu Q-TOF LCMS-9030
2023|Shimadzu|Aplikace
Monoclonal Antibody Characterization / LCMS-9030 Application News Monoclonal Antibody (mAb) Intact Mass and Subunit Analysis Using Shimadzu Q-TOF LCMS-9030 Shannie Tay1, Max Kosok1, Yu Jie Lee2 Shimadzu Asia Pacific, Singapore 2 National University of Singapore, Singapore 1 User Benefits …
Klíčová slova
antibody, antibodymass, masssubunit, subunitoxi, oxichain, chainintact, intactheavy, heavymonoclonal, monoclonallight, lightweight, weightmolecular, moleculardelta, deltaglycation, glycationanalysis, analysismab
Analytical Solutions from Cell Culture to Biologics Development and Quality Control
2022|Shimadzu|Postery
Analytical Solutions from Cell Culture to Biologics Development and Quality Control Mridul Mandal; Brian Domanski1; Stephen Kurzyniec1; Stephen Swartz1 1Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD Overview • • • Biopharmaceuticals such as monoclonal antibodies (mAbs) and antibody drug conjugates (ADCs) have…
Klíčová slova
culture, culturecell, cellundifferentiated, undifferentiatedmabs, mabscharacterization, characterizationantibodies, antibodiescharacterize, characterizemab, mabmonoclonal, monoclonalantibody, antibodywetted, wettedinert, inertbiologics, biologicspeptide, peptideproperties
No. SSI-LCMS-116 Liquid Chromatography Mass Spectrometry No. LCMS-116 N-Linked Glycans Analysis of Monoclonal Antibodies, Biosimilars, and Glycoproteins with High Resolution Mass Spectrometry and Fluorescence Detection using Restek’s Raptor Polar X Column and Protein Metrics’ Software Suite ■ Introduction Therapeutic antibodies…
Klíčová slova
asn, asnglycans, glycansglycan, glycanavastin, avastindetached, detachedmannose, mannoselinked, linkedraptor, raptorglcnac, glcnacrestek, restekrnaseb, rnasebmetrics, metricsreleased, releasedpolar, polarfluorescence