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一直被模仿,從未被超越丨Agilent MHC 2D-LC /MS 液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)專題 2 - 多肽和寡核苷酸藥學(xué)研究

來源:安捷倫科技(中國)有限公司   2025年07月02日 18:38  

上期我們一同回顧了 Agilent MHC 2D-LC 發(fā)展歷史及深入的技術(shù)介紹,并分享了 MHC 2D-LC/6230 TOF 液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)在蛋白領(lǐng)域的應(yīng)用成果,本期將聚焦于多肽(Peptide)和寡核苷酸(Oligo)藥學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用。

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圖 1. Agilent MHC 2D-LC/TOF 示意圖

在多肽和寡核苷酸的藥學(xué)研究工作中,有關(guān)物質(zhì)分析鑒定和 QC 方法建立是行業(yè)共識的難題。由于雜質(zhì)和 API 的性質(zhì)極為相似,以及“差向肽”或寡核苷酸硫代造成的非對映異構(gòu)體雜質(zhì)等,單一的液相色譜方法往往會存在雜質(zhì)和主峰共洗脫或者分離度低的問題,因此通常需要借助互補的檢測技術(shù)如 LC-UV-MS 聯(lián)用以及多個正交的液相色譜方法來進行有關(guān)物質(zhì)的控制。主峰峰純度確認和雜質(zhì)分析鑒定是 Peptide和Oligo 藥物 QC 工作的基礎(chǔ)。

HiRes 進行主峰純度確認

 

國家藥監(jiān)局藥品審評中心發(fā)布的《化學(xué)合成多肽藥物藥學(xué)研究技術(shù)指導(dǎo)原則(試行)》1 中提出使用液質(zhì)聯(lián)用方法對多肽主峰純度進行研究,以及使用正交方法進行有關(guān)物質(zhì)分析。為了有效分離檢測到 0.1% 的低含量雜質(zhì),往往需要增大 API 進樣量(大于 0.5 mg/mL),這樣會造成主峰過載,從而大大降低雜質(zhì)峰與主峰的分離度,造成無法對雜質(zhì)峰進行準確定量或者質(zhì)譜離子化抑制的問題。

解決辦法就是使用 HiRes 模式(圖 2):將主峰連續(xù)切割為 10 片依次進入第二維色譜進行分析,相當于把主峰的濃度降低了 10 倍,解決了主峰“掩蓋”雜質(zhì)峰的問題。如果在第二維應(yīng)用正交方法,還可以將差向異構(gòu)肽等有關(guān)物質(zhì)實現(xiàn)分離和分別定量。

 

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圖 2. 對目標峰的連續(xù)存儲的 HiRes 模式

ASM 進行一維質(zhì)譜不兼容體系的雜質(zhì)鑒定

 

與蛋白不同,Peptide  和 Oligo 一維分離時會用到有機溶劑或高鹽體系,當切割的組分含有機相或高鹽時,會在二維上保留變差甚至沒有保留,導(dǎo)致質(zhì)譜信號降低;特別是 Oligo,當使用 2D-LC/MS 對 Oligo 陰離子交換分離(會用到高濃度 NaCl 或 NaClO4 質(zhì)譜不兼容的鹽)的色譜峰進行質(zhì)譜鑒定時,一維組分中的高濃度的鹽會影響 Oligo 在二維反相離子對的保留,在此推薦使用 ASM(圖 3)功能可降低二維上樣時的鹽濃度,保證一維組分能在二維上有保留進而實現(xiàn)質(zhì)譜鑒定。

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圖 3. ASM 管路為 1uL 的分流比 4:1

Agilent MHC 2D-LC/Q-TOF

大分子表征的應(yīng)用案例-Peptide

 


MHC 應(yīng)用案例

司美格魯肽雜質(zhì)鑒定


一維分離:Infinity II 1260 生物惰性液相色譜(四元),配備 VWD 檢測器

反相分離,A 相:0.088M 磷酸二氫銨溶液(pH 3.6):乙腈=9:1(V:V,pH 3.8±0.1),B相:乙腈

二維分離:Infinity II 1290 超高效液相色譜系統(tǒng)(二元),質(zhì)譜兼容的反相體系

質(zhì)譜:6545XT AdvanceBio Q-TOF

數(shù)據(jù)采集及處理軟件:Masshunter 及 BioConfirm 12.1


實驗結(jié)果

對司美格魯肽主峰前后的 10 個雜質(zhì)進行質(zhì)譜鑒定,其中 Cut6 的一級分子量比主成分多 106Da,結(jié)合文獻并使用 BioConfirm12.1 軟件自定義編輯修飾進行匹配,鑒定結(jié)果顯示該修飾發(fā)生在 25 位上的色氨酸(Trp)上(紅色方框所示)發(fā)生羥基芐基化修飾,其 y6 離子與主成分一致,而 y7、y8 以及 y9 等均比主成分多 106Da,進一步說明修飾發(fā)生在 25 位-Trp上。

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圖 4. 司美格魯肽雜質(zhì)鑒定的一級質(zhì)譜圖以及雜質(zhì)(25 色氨酸-羥基芐基化修飾)二級質(zhì)譜匹配圖

 


HiRes MHC 應(yīng)用案例

司美格魯肽主峰純度研究


一維分離:Infinity II 1260 生物惰性液相色譜(四元),配備 VWD 檢測器

反相分離,A 相:0.088M 磷酸二氫銨溶液(pH 3.6),乙腈=9:1(V:V,pH 3.8±0.1);B相:乙腈

二維分離:Infinity II 1290 二元超高效系統(tǒng),質(zhì)譜兼容的反相體系

質(zhì)譜:6545XT AdvanceBio Q-TOF

數(shù)據(jù)采集及處理軟件:Masshunter 及 BioConfirm12.1


實驗結(jié)果

1 針進樣,使用 HiRes 對司美格魯肽主峰進行連續(xù) 10 片切割(從色譜峰的起始至結(jié)束)。該 10 片組分依次通過第二維色譜系統(tǒng)洗脫至質(zhì)譜進行檢測。以 cut1 為例,cut1 中包含比主峰小 101Da 的雜質(zhì),通過解卷積后的質(zhì)譜含量為 75%(主峰解卷積響應(yīng)/(主峰解卷積響應(yīng)+雜質(zhì)解卷積響應(yīng)))。綜合所有 10 個 cuts 的質(zhì)譜數(shù)據(jù),得出主峰的質(zhì)譜純度為 99.72%。

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圖 5. HiRes 應(yīng)用案例 司美格魯肽主峰純度分析的色譜圖以及質(zhì)譜純度結(jié)果

 

Agilent MHC 2D-LC/6230 TOF

大分子表征的應(yīng)用案例-Oligo



MHC 配備 ASM 應(yīng)用案例

Oligo 陰離子交換色譜峰的質(zhì)譜鑒定


一維分離:Infinity II 1260 生物惰性液相色譜(四元),配備 VWD 檢測器

離子交換分離,A 相:20mM Tris-HCl(pH 8.5),B 相:1M NaClO4 溶解在 A 相

二維分離:Infinity II 1290 二元超高效系統(tǒng),質(zhì)譜兼容的反相體系,使用 ASM 功能降低上樣時的鹽濃度,保證 oligo 在二維反相離子對體系的保留,實現(xiàn)質(zhì)譜鑒定

質(zhì)譜:Agilent 6230 TOF

數(shù)據(jù)采集及處理軟件:Masshunter 及 BioConfirm12.1


實驗結(jié)果

使用帶有 ASM 功能的 MHC 系統(tǒng),1 針進樣對 Oligo 樣品主峰前后 9 個不同時間段進行鑒定,如圖所示 cut1 和 cut2 的解卷積后分子量差值為 535.1Da,可根據(jù)序列信息進一步推測雜質(zhì)類型。

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圖 6. Oligo 雜質(zhì)分析的色譜結(jié)果以及部分解卷積結(jié)果

 


總結(jié)


Agilent MHC 2D-LC /MS 系統(tǒng)將會不斷完善和創(chuàng)新,持續(xù)助力 Peptide 和 Oligo 等藥物研發(fā)進程。

1

獨特的 MHC 切割組件結(jié)合 Masshunter 軟件,在 MHC 模式下實現(xiàn)最多 11 個峰的智能存儲并通過二維洗脫并進行質(zhì)譜鑒定,節(jié)約樣品,提高分析通量;

2

獨特的 MHC 切割組件結(jié)合 Masshunter 軟件,在 HiRes 模式對 Peptide 或 Oligo 等進行主峰純度評估,將包含在主峰中的雜質(zhì)或通過二維分離開進行質(zhì)譜鑒定或通過降低主峰的信號抑制而實現(xiàn)質(zhì)譜鑒定;

3

MHC 組件中的 ASM 功能,可降低二維分離時的溶劑效應(yīng)或鹽效應(yīng),保證目標峰在二維的保留,有助于提高質(zhì)譜響應(yīng)用于質(zhì)譜鑒定。

參考文獻:

1. 國家藥監(jiān)局藥審中心,化學(xué)合成多肽藥物藥學(xué)研究技術(shù)指導(dǎo)原則(試行),2023 年 2 月

 

 

 

 

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