Fast Analysis of Therapeutic Monoclonal Antibodies, Fragments, and Oxidation Variants Using a Super-Macro Porous Reversed-Phase Column Coupled with an Orbitrap Mass Spectrometer
Postery | 2015 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Monoklonální protilátky (mAb) představují klíčovou skupinu moderních biologických léčiv díky svým cíleným účinkům. Jejich heterogenita vzniká v důsledku posttranslačních modifikací, například oxidace methioninových reziduí, což ovlivňuje klinickou účinnost a bezpečnost. Rychlá a spolehlivá analýza těchto variant je nezbytná pro kontrolu výrobních procesů a schvalování bioterapeutik.
Cílem studie bylo vyvinout zkrácený a robustní analytický protokol pro oddělení intactních mAb a jejich klíčových fragmentů s detekcí oxidovaných forem. Kombinací supermakroporézního reverzní fáze sloupce MAbPac RP s robustním Orbitrap hmotnostním spektrometrem vznikl rychlý LC/MS workflow s chromatografií do deseti minut. Metoda umožňuje přímou analýzu fragmentů bez nutnosti komplexního peptidového mapování.
Redukce interchain disulfidů proběhla inkubací mAb s DTT (20 mM) při 37 °C po dobu 30 minut. Papainová digesce (0,04 mg/ml) byla realizována v Tris–HCl pH 7,6 s EDTA a cysteinem při 37 °C po 4 hodinách k získání LC a Fd_x0088_. IdeS proteáza byla aplikována v poměru 1 U enzymu na 1 µg protilátky v pufru fosfát/NaCl pH 6,6 při 37 °C po 30 minutách pro generaci scFc a F(ab')2.
Chromatografie poskytla baseline oddělení všech fragmentů mAb (LC, HC, Fc, Fab, scFc, F(ab')2) během desetiminutového běhu. Orbitrap spektrometr plně rozlišil oxidované těžké řetězce od neoxidovaných variant s hmotnostním rozdílem +16 Da. Zlepšení separace oxidovaných a neoxidovaných fragmentů scFc i Fd_x0088_ bylo dosaženo zvýšením koncentrace TFA v mobilní fázi na 0,1 %. Izotopové distribuce potvrzují přesnou identifikaci modifikací.
Navržený protokol zkracuje dobu analýzy mAb a variant na krátký čas vhodný pro rutinní QA/QC laboratoře. Eliminace potřeby rozsáhlého peptidového mapování zjednodušuje workflow, snižuje riziko chyb a zachovává vysokou citlivost. Metoda je vhodná pro monitoring oxidace, stabilitní studie a kontrolu výrobních šarží.
Příští kroky zahrnují rozšíření metody na detekci dalších posttranslačních modifikací, zejména glykozylace a deamidace. Automatizace přípravy vzorků a integrace do průběžných výrobních procesů umožní on-line monitoring. Aplikace na nově navržené varianty antibody engineering rozšíří paletu sledovaných produktů.
Studie předvedla rychlou a robustní LC/MS metodu pro separaci mAb fragmentů a detekci oxidovaných variant. Supermakroporézní MAbPac RP sloupec v kombinaci s Q Exactive Plus Orbitrap spektrometrem umožňuje spolehlivé rozlišení modifikací s hmotnostním rozdílem 16 Da v čase vhodném pro rutinní aplikace.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Monoklonální protilátky (mAb) představují klíčovou skupinu moderních biologických léčiv díky svým cíleným účinkům. Jejich heterogenita vzniká v důsledku posttranslačních modifikací, například oxidace methioninových reziduí, což ovlivňuje klinickou účinnost a bezpečnost. Rychlá a spolehlivá analýza těchto variant je nezbytná pro kontrolu výrobních procesů a schvalování bioterapeutik.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout zkrácený a robustní analytický protokol pro oddělení intactních mAb a jejich klíčových fragmentů s detekcí oxidovaných forem. Kombinací supermakroporézního reverzní fáze sloupce MAbPac RP s robustním Orbitrap hmotnostním spektrometrem vznikl rychlý LC/MS workflow s chromatografií do deseti minut. Metoda umožňuje přímou analýzu fragmentů bez nutnosti komplexního peptidového mapování.
Použitá metodika
Redukce interchain disulfidů proběhla inkubací mAb s DTT (20 mM) při 37 °C po dobu 30 minut. Papainová digesce (0,04 mg/ml) byla realizována v Tris–HCl pH 7,6 s EDTA a cysteinem při 37 °C po 4 hodinách k získání LC a Fd_x0088_. IdeS proteáza byla aplikována v poměru 1 U enzymu na 1 µg protilátky v pufru fosfát/NaCl pH 6,6 při 37 °C po 30 minutách pro generaci scFc a F(ab')2.
Použitá instrumentace
- Chromatograf: Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000 BioRS systém se supermakroporézním MAbPac RP sloupcem 4 µm, 3×50 mm.
- Mobilní fáze A: voda/formiát kyselina/trifluoroctová kyselina 99,88/0,1/0,02 v/v/v, fáze B: acetonitril/voda/formiát kyselina/trifluoroctová kyselina 90/9,88/0,1/0,02 v/v/v/v, lineární gradient 10 minut.
- Hmotnostní spektrometr: Thermo Scientific Q Exactive Plus Orbitrap, ESI zdroj, rozsah m/z 1 000–4 000, rozlišení 17 500 při m/z 200, napětí 3,9 kV, teplota kapiláry 320 °C, přívod plynů nastaven na 45/15 arb. jednotek.
- Software: Protein Deconvolution 2.0 s ReSpect algoritmem pro určení molekulové hmotnosti.
Hlavní výsledky a diskuse
Chromatografie poskytla baseline oddělení všech fragmentů mAb (LC, HC, Fc, Fab, scFc, F(ab')2) během desetiminutového běhu. Orbitrap spektrometr plně rozlišil oxidované těžké řetězce od neoxidovaných variant s hmotnostním rozdílem +16 Da. Zlepšení separace oxidovaných a neoxidovaných fragmentů scFc i Fd_x0088_ bylo dosaženo zvýšením koncentrace TFA v mobilní fázi na 0,1 %. Izotopové distribuce potvrzují přesnou identifikaci modifikací.
Přínosy a praktické využití metody
Navržený protokol zkracuje dobu analýzy mAb a variant na krátký čas vhodný pro rutinní QA/QC laboratoře. Eliminace potřeby rozsáhlého peptidového mapování zjednodušuje workflow, snižuje riziko chyb a zachovává vysokou citlivost. Metoda je vhodná pro monitoring oxidace, stabilitní studie a kontrolu výrobních šarží.
Budoucí trendy a možnosti využití
Příští kroky zahrnují rozšíření metody na detekci dalších posttranslačních modifikací, zejména glykozylace a deamidace. Automatizace přípravy vzorků a integrace do průběžných výrobních procesů umožní on-line monitoring. Aplikace na nově navržené varianty antibody engineering rozšíří paletu sledovaných produktů.
Závěr
Studie předvedla rychlou a robustní LC/MS metodu pro separaci mAb fragmentů a detekci oxidovaných variant. Supermakroporézní MAbPac RP sloupec v kombinaci s Q Exactive Plus Orbitrap spektrometrem umožňuje spolehlivé rozlišení modifikací s hmotnostním rozdílem 16 Da v čase vhodném pro rutinní aplikace.
Reference
- 1. Liu H., Gaza-Bulseco G., Zhou L. Mass Spectrometry Analysis of Photo-Induced Methionine Oxidation of a Recombinant Human Monoclonal Antibody, J Am Soc Mass Spectrom 2009, 20, 525–528.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Characterization of Monoclonal Antibodies Oxidation Variants Using Middle-down Approach and Hydrogen/Deuterium Exchange Mass Spectrometry
2015|Thermo Fisher Scientific|Postery
There is a growing trend to obtain intact mass information as well as the glycan profile in the QC of mAbs using high resolution mass spectrometers. The most commonly employed LC/MS method is to desalt mAbs via reverse phase liquid…
Klíčová slova
trastuzumab, trastuzumabscfc, scfcoxidized, oxidizedmab, mabfigure, figureides, idesdeuterium, deuteriumfragments, fragmentsmabpac, mabpacoxidation, oxidationtic, ticfab, fabdtt, dttpapain, papainerml
Thermo Bio LC Columns - See your protein therapeutics in high resolution
2020|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
See your protein therapeutics in high resolution Bio LC Columns Contents 2 Introduction to monoclonal antibody (mAb) characterization 3 Affinity titer determination 4 Aggregate separation 5 Charge variant analysis 6 Oxidation variant analysis 11 Antibody drug conjugates (ADCs) analysis 12…
Klíčová slova
mabpac, mabpacmab, mabcolumn, columnhplc, hplccolumns, columnsformat, formatsize, sizescfc, scfcmau, maumin, minparticle, particlemmae, mmaeantibody, antibodycharge, chargevariant
BioLC columns and accessories (Chromatography consumables catalog)
2022|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Chromatography consumables Connected chromatography solutions Chromatography consumables catalog Comprehensive products to support your chromatography workflows Sample preparation solutions Sample handling solutions Low-flow LC columns and accessories BioLC columns and accessories LC columns and accessories GC columns and accessories • EASY-Spray™…
Klíčová slova
columns, columnsbiolc, biolcmabpac, mabpacaccesories, accesoriessize, sizephase, phasemobile, mobilereading, readingcolumn, columnbuffer, buffervariant, variantpore, porehplc, hplcmab, mablength
Analysis of Monoclonal Antibodies and Their Fragments by Size Exclusion Chromatography Coupled with an Orbitrap Mass Spectrometer
2016|Thermo Fisher Scientific|Postery
Analysis of Monoclonal Antibodies and Their Fragments by Size Exclusion Chromatography Coupled with an Orbitrap Mass Spectrometer Shanhua Lin,1 Hongxia Wang, 2 Zhiqi Hao, 2 Patrick Bennett, 2 and Xiaodong Liu1 1 Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA; 2Thermo Fisher…
Klíčová slova
mab, mabdenaturing, denaturingchain, chainsec, secmass, massabundance, abundanceemr, emrlight, lightintact, intactnon, nonrelative, relativeheavy, heavyexactive, exactiverelativ, relativcharge