LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Better Separation Resolution of New Biopharmaceutical Modalities through Fine Tuning of the Temperature with CE-SDS

Aplikace | 2020 | SCIEXInstrumentace
Kapilární elektroforéza
Zaměření
Klinická analýza
Výrobce
SCIEX

Souhrn

Význam tématu


Nové proteinové biopharmaceutické modality jako nanobody, bispecifické protilátky a fúzní proteiny nabízejí výrazně zlepšené terapeutické vlastnosti. Precizní stanovení čistoty, heterogenity a možných strukturních variant těchto látek je zásadní pro zajištění kvality, bezpečnosti a účinnosti léčiv a pro splnění regulatorních požadavků.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem práce bylo zdokonalit separační výkon CE-SDS (sodium dodecyl sulfate capillary gel electrophoresis) pro nové bioterapeutika prostřednictvím jemného ladění separační teploty na systému PA 800 Plus Pharmaceutical Analysis System. Studie představuje koncept Arrheniovy analýzy aktivační energie migrace protein-SDS komplexů a demonstruje vliv teploty na rozlišení modelových komponent a reálného biopharma vzorku.

Použitá metodika a instrumentace


  • Instrument: PA 800 Plus Pharmaceutical Analysis System (SCIEX) s EZ-CE cartridgem (20 cm účinná délka, 50 μm ID)
  • Detekce: UV absorbance při 214 nm, software 32Karat v10.1
  • Separace: SDS-MW Analysis Assay kit (Sciex) se SDS-MW Gel Buffer a velikostním standardem (10–225 kDa)
  • Teploty: 20, 30, 40, 50 °C (±0,1 °C), napětí 670 V/cm, injekce 10 kV/20 s
  • Příprava vzorku: denaturace při 100 °C 3 min; 2-merkaptetanol, Tris-HCl pH 9,0

Hlavní výsledky a diskuse


  • Modelový Mw žebříček: s rostoucí teplotou klesá doba migrace lineárně; aktivační energie migračních procesů je téměř konstantní (41,7–44,9 kJ/mol) a rozlišení mezi pásmy zůstává stabilní.
  • Biopharma směs (10 kDa standard, 14,3 kDa nanobody, lehký řetězec 23,9 kDa, těžký řetězec 49,4 kDa): značné rozdíly v aktivační energii jednotlivých komponent (42,9–44,6 kJ/mol) vážené primární sekvencí a případnými modifikacemi.
  • Separační rozlišení: zvýšení teploty z 20 °C na 50 °C téměř zdvojnásobilo rozlišení 10 kDa vs. nanobody, zatímco rozlišení nanobody vs. lehký řetězec a lehký vs. těžký řetězec protilátky se snížilo o 50 % resp. 30 %.
  • Výsledky dokládají, že teplo ovlivňuje migraci každého SDS-protein komplexu individuálně, a proto lze vhodně zvolenou teplotou optimalizovat separaci pro konkrétní vzorek.

Přínosy a praktické využití metody


  • Možnost rychle přizpůsobit separační podmínky pro nové bioterapeutické modality bez změny gelu či složení vyvíjecího pufru.
  • Vysoká reprodukovatelnost a krátký čas analýzy umožňují efektivní testování kvality při vývoji a výrobě léčiv.
  • Jednoduché ladění rozlišení pouhou změnou teploty zvyšuje flexibilitu metodiky v QA/QC provozech.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Integrace automatizovaných platform a LIMS pro vysokoprodukční laboratoře.
  • Rozšíření aplikace na glykosylované a multi-modifikované proteiny, vícerozměrnou CE.
  • Využití strojového učení pro predikci optimálních separačních parametrů.
  • Kompatibilita se špičkovými detektory MS pro hyphenované analýzy.

Závěr


Optimalizace separační teploty na systému PA 800 Plus významně zlepšuje rozlišení vybraných biopharma komponent. Individuální charakter migrace SDS-protein komplexů vyžaduje specifický přístup, který dovoluje jednoduché a rychlé ladění teploty místo časově náročné optimalizace gelu či pufru.

Reference


  1. Steeland S., Vandenbroucke R.E., Libert C. Nanobodies as therapeutics: big opportunities for small antibodies. Drug Discov Today. 2016;21(7):1076–113.
  2. Runcie K. et al. Bi-specific and tri-specific antibodies–the next big thing in solid tumor therapeutics. Mol Med. 2018;24(1):50.
  3. Onuora S. Engineered fusion protein disrupts CD40 signalling. Nat Rev Rheumatol. 2019;15(7):385.
  4. Sanger-van de Griend C.E. CE-SDS method development, validation, and best practice–An overview. Electrophoresis. 2019.
  5. Beckman J. et al. Purity Determination by Capillary Electrophoresis Sodium Hexadecyl Sulfate (CE-SHS): A Novel Application For Therapeutic Protein Characterization. Anal Chem. 2018;90(4):2542–2547.
  6. Liu Y. et al. Methods and compositions for capillary electrophoresis (CE). 2003.
  7. Guttman A. On the separation mechanism of capillary sodium dodecyl sulfate-gel electrophoresis of proteins. Electrophoresis. 1995;16(4):611–6.
  8. Filep C., Guttman A. The Effect of Temperature in Sodium Dodecyl Sulfate Capillary Gel Electrophoresis of Protein Therapeutics. Anal Chem. 2020;92(5):4023–4028.
  9. Cottet H., Gareil P. On the use of the activation energy concept to investigate analyte and network deformations in entangled polymer solution capillary electrophoresis of synthetic polyelectrolytes. Electrophoresis. 2001;22(4):684–91.
  10. Arrhenius S.A. Über die Dissociationswärme und den Einhluss der Temperatur auf den Dissociationsgrad der Elektrolyte. Z Physik Chem. 1889;4:96–116.
PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Performance Characteristics of Commercially Available Gels for Protein Analysis by Capillary Gel Electrophoresis with UV Detection
Performance Characteristics of Commercially Available Gels for Protein Analysis by Capillary Gel Electrophoresis with UV Detection HPLC 2011 P1-S-404-TU Christian Wenz, Rainer Nitsche, Hans Brunnert and Martin Greiner Introduction Capillary gel electrophoresis (CGE) is a widely used tool for the…
Klíčová slova
blg, blgbeckman, beckmangels, gelscoulter, coultercge, cgegel, geligg, iggprotigel, protigelprotein, proteinweight, weightmolecular, molecularsds, sdszoom, zoomadvanced, advancedcapillary
Impurity Detection with a New Light Emitting Diode Induced Fluorescence Detector Coupled to the Agilent 7100 Capillary Electrophoresis System
Impurity Detection with a New Light Emitting Diode Induced Fluorescence Detector Coupled to the Agilent 7100 Capillary Electrophoresis System Application Note Biologics & Biosimilars, Proteomics & Protein Science Author Abstract Christian Wenz Light emitting diodes could present alternatives to lasers…
Klíčová slova
rfu, rfufluorescence, fluorescencemab, mabledif, ledifelectrophoresis, electrophoresisinduced, inducedprotein, proteincge, cgecapillary, capillarylaser, laseremitting, emittingderivatized, derivatizedlight, lightimpurity, impuritydodecyl
Gene Therapy and Oligonucleotide Compendium - Volume 1
Gene Therapy and Oligonucleotide Compendium Volume 1 Gene Therapy and Oligonucleotide Compendium Contents Introduction 4 Growing trends and emerging technologies for oligonucleotide and gene therapies 6 The global gene therapy & oligonucleotide market 8 Regional landscape North America EMEAI (Europe,…
Klíčová slova
gene, genetherapy, therapyoligonucleotide, oligonucleotidesciex, sciexcompendium, compendiumcontents, contentsdownload, downloadgexp, gexptechnical, technicalexpression, expressionprimer, primerdna, dnaplasmid, plasmidnote, noteaav
Optimize Non-Reduced CE-SDS Analysis with the SCIEX Low pH SDS Sample Buffer
Optimize Non-Reduced CE-SDS Analysis with the SCIEX Low pH SDS Sample Buffer Low pH SDS sample buffer CE-SDS analysis Peter Holper Redwood City, CA Introduction A In the biopharma industry, capillary electrophoresis sodium dodecyl sulfate (CE-SDS) is applied at all…
Klíčová slova
sds, sdsbuffer, bufferhhl, hhlhmw, hmwsample, sampletotal, totalfragmentation, fragmentationdisulfide, disulfidepurity, purityfragments, fragmentsmolecule, moleculespecies, speciesmain, mainholper, holperminutes
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.