Meeting the Challenges of Implementing Accurate-Mass Mass Spectrometry for Biotherapeutic Development in Regulated/non-Regulated Environments
Postery | 2019 | Waters | PittconInstrumentace
Implementace přesnohmotnostní hmotnostní spektrometrie (MS) je klíčová pro charakterizaci bioterapeutik, kde je nutná vysoká přesnost měření hmotnosti proteinů, peptidů a glykanů. V biovývoji a kvalitativní kontrole pomáhá odhalit drobné modifikace, degradační produkty nebo heterogenitu, což je zásadní pro zajištění bezpečnosti a účinnosti léčiv.
Cílem práce bylo vyvinout a ověřit novou stolní platformu BioAccord, založenou na ortogonálním zrychlení TOF MS, která umožní automatizovanou, přesnou a reprodukovatelnou analýzu bioterapeutik v regulovaných i neregulovaných prostředích. Studie zahrnuje tři hlavní pracovní postupy:
Pro všechny analýzy byla využita systémová konfigurace Waters ACQUITY UPLC spojená s detektory TUV pro intact/subunit/peptidové studie nebo FLR pro glykanovou analýzu a oa-TOF MS (Acquity RDa). K separacím sloužily:
Příprava vzorků:
Pro sběr dat byl použit režim MS a DIA, zpracování a reportování probíhalo v compliance-ready platformě UNIFI.
Intaktní analýza NIST mAb prokázala konzistentní relativní procentuální zastoupení hlavních glykoforem při RSD < 4 % napříč 321 injekcemi. Podjednotková analýza odhalila až tři oxidované formy pro hlavní scFc i F(ab) subjednotku.
ADC vzorky (trastuzumab emtansine) ukázaly shodu distribučních profilů nábojového stupně (DAR) mezi LC-SEC/MS dekonvolucí a tradiční HIC analýzou. Peptidové mapování dosáhlo vysokého pokrytí sekvence s vynikající přesností m/z pro prekurzory i fragmenty. Analýza uvolněných glykánů potvrdila 28 struktur, z nichž 19 mělo zastoupení > 0,1 %, detekce glykanu F(6)A2[6]G(4)1Sg(6)1 byla možná i při 0,09 % s S/N 30:1.
Očekává se rozšíření platformy do rutinních QC laboratoří pro bioterapeutika, integrace pokročilých algoritmů pro DIA analýzu a strojového učení pro predikci modifikací. Dále se uplatní v online monitorování bioprodukce a miniaturizaci analytických přístrojů pro vyšší throughput.
BioAccord LC/MS systém prokázal vysoký výkon, snadnost obsluhy a reprodukovatelnost napříč klíčovými workflow bioterapeutického vývoje. Komplexní a automatizované řešení umožňuje širší adopci přesnohmotnostní MS v regulovaných i neregulovaných laboratořích.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Implementace přesnohmotnostní hmotnostní spektrometrie (MS) je klíčová pro charakterizaci bioterapeutik, kde je nutná vysoká přesnost měření hmotnosti proteinů, peptidů a glykanů. V biovývoji a kvalitativní kontrole pomáhá odhalit drobné modifikace, degradační produkty nebo heterogenitu, což je zásadní pro zajištění bezpečnosti a účinnosti léčiv.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem práce bylo vyvinout a ověřit novou stolní platformu BioAccord, založenou na ortogonálním zrychlení TOF MS, která umožní automatizovanou, přesnou a reprodukovatelnou analýzu bioterapeutik v regulovaných i neregulovaných prostředích. Studie zahrnuje tři hlavní pracovní postupy:
- Intaktní hmotnostní analýza monoklonálních protilátek
- Podjednotková analýza po enzymatické štěpnici (IdeS)
- Peptidové mapování a uvolněné N-glykany s RFMS značením
Použitá metodika a instrumentace
Pro všechny analýzy byla využita systémová konfigurace Waters ACQUITY UPLC spojená s detektory TUV pro intact/subunit/peptidové studie nebo FLR pro glykanovou analýzu a oa-TOF MS (Acquity RDa). K separacím sloužily:
- C4 kolona pro intact a subunit analýzu (1,7 µm, 2,1×50 mm)
- SEC 200 Å kolona pro nativní SEC/MS (2,1×150 mm)
- C18 BEH pro peptidové mapování (2,1×100 mm)
- Glykan Amide pro uvolněné glykany (2,1×150 mm)
Příprava vzorků:
- Ředění mAb v 25 mM NH4OAc (0,1 µg/µL až 1 ng/µL)
- Enzymatická štěpnice IdeS pro subunit analýzu
- Trypsinové štěpení s redukcí a alkylací pro peptidové mapování
- Glycanová příprava s Waters GlycoWorks RapiFlour-MS kitem
Pro sběr dat byl použit režim MS a DIA, zpracování a reportování probíhalo v compliance-ready platformě UNIFI.
Hlavní výsledky a diskuse
Intaktní analýza NIST mAb prokázala konzistentní relativní procentuální zastoupení hlavních glykoforem při RSD < 4 % napříč 321 injekcemi. Podjednotková analýza odhalila až tři oxidované formy pro hlavní scFc i F(ab) subjednotku.
ADC vzorky (trastuzumab emtansine) ukázaly shodu distribučních profilů nábojového stupně (DAR) mezi LC-SEC/MS dekonvolucí a tradiční HIC analýzou. Peptidové mapování dosáhlo vysokého pokrytí sekvence s vynikající přesností m/z pro prekurzory i fragmenty. Analýza uvolněných glykánů potvrdila 28 struktur, z nichž 19 mělo zastoupení > 0,1 %, detekce glykanu F(6)A2[6]G(4)1Sg(6)1 byla možná i při 0,09 % s S/N 30:1.
Přínosy a praktické využití metody
- Plně automatizovaný pracovní postup od akvizice po report
- Vysoká opakovatelnost a přesnost měření intact, subunit a glykanových analýz
- Uživatelsky přívětivé ovládání vhodné pro méně zkušené MS operátory
- Compliance-ready platforma vhodná pro regulovaná prostředí (GxP)
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření platformy do rutinních QC laboratoří pro bioterapeutika, integrace pokročilých algoritmů pro DIA analýzu a strojového učení pro predikci modifikací. Dále se uplatní v online monitorování bioprodukce a miniaturizaci analytických přístrojů pro vyšší throughput.
Závěr
BioAccord LC/MS systém prokázal vysoký výkon, snadnost obsluhy a reprodukovatelnost napříč klíčovými workflow bioterapeutického vývoje. Komplexní a automatizované řešení umožňuje širší adopci přesnohmotnostní MS v regulovaných i neregulovaných laboratořích.
Reference
- Shion H., Ranbaduge N., Zhang X. et al. Meeting the Challenges of Implementing Accurate-Mass Mass Spectrometry for Biotherapeutic Development. Waters Corporation, 2019.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
BIOPHARMACEUTICAL - Key Applications
2016|Waters|Příručky
BIOPHARMACEUTICAL PLATFORM SOLUTION Key Applications TABLE OF CONTENTS Biopharmaceutical Platform Solution with UNIFI: Key Applications Intact Protein MS Analysis I Peptide Mapping I Released Glycan Analysis I Bioseparations Biotherapeutic proteins – such as monoclonal antibodies (mAbs), biosimilars, and antibody drug…
Klíčová slova
unifi, unifibiopharmaceutical, biopharmaceuticaluplc, uplcglycan, glycanacquity, acquityglycoworks, glycoworksplatform, platformglycans, glycanspeptide, peptidebiosimilar, biosimilaranalysis, analysissolution, solutionintact, intactwaters, watersinnovator
At-line Solutions for Upstream Bioprocessing - APPLICATION NOTEBOOK
2024|Waters|Příručky
[APPLICATION NOTEBOOK] At-line Solutions for Upstream Bioprocessing Application Notes [APPLICATION NOTEBOOK] Introduction Bioprocessing harnesses the power of living cells to manufacture valuable products such as biological drugs for clinical use. The introduction and use of biologics has revolutionized biotherapeutics to…
Klíčová slova
bioprocessing, bioprocessingupstream, upstreamnotebook, notebookreturn, returncontents, contentsculture, cultureline, linesolutions, solutionsmedia, mediacell, cellbioaccord, bioaccordmab, mabapplication, applicationthroughput, throughputmonoclonal
SmartMS-ENABLED LC-MS SYSTEM FOR BIOTHERAPEUTIC DEVELOPMENT IN REGULATED/NON-REGULATED ENVIRONMENTS
2019|Waters|Postery
SmartMS-ENABLED LC-MS SYSTEM FOR BIOTHERAPEUTIC DEVELOPMENT IN REGULATED/NON-REGULATED ENVIRONMENTS Henry Shion1; Mellisa Ly2; Nilini Ranbaduge1; Ximo Zhang1; Yun Alelyunas1; Ying Qing Yu1; Jason Rouse2; and Weibin Chen1 1 Waters Corporation, Milford, MA 01757; 2Biotherapeutics Pharmaceutical Sciences, Pfizer, Inc., Andover, MA…
Klíčová slova
intact, intactdar, darbioaccord, bioaccordsmartms, smartmspeptide, peptideinstrument, instrumentmethods, methodsprotein, proteinreproducibility, reproducibilityworkflow, workflowautomated, automatedregulated, regulatedsystem, systemcomparable, comparableday
Analysis of Antibody Drug Conjugates (ADCs) by Native Mass Spectrometry on the BioAccord System
2019|Waters|Technické články
[ TECHNOLOGY BRIEF ] Analysis of Antibody Drug Conjugates (ADCs) by Native Mass Spectrometry on the BioAccord System Henry Shion, Ying Qing Yu, and Weibin Chen Waters Corporation, Milford, MA, USA Drug-to-Antibody Ratio (DAR) determination of Lys and Cys conjugated…
Klíčová slova
bioaccord, bioaccordconjugated, conjugatedadc, adcdar, daradcs, adcsnative, nativedrug, drugsystem, systemantibody, antibodysec, seccovalent, covalentbrief, briefconjugates, conjugatescysteine, cysteinelysine