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Team TFS
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随着新冠类核酸疫苗的成功,核酸制药行业开始蓬勃发展(如mRNA和小核酸)。在今年的ASMS中,应广大客户要求,赛默飞推出mRNA和小核酸的深度解析workflow,提供一站式解决方案(图1)。该workflow涵盖前处理、色谱分离、质谱表征、数据处理和报告输出等内容,不仅帮助客户全面、深度地解析核酸产品、指导工艺优化,还为核酸产品从研发到生产的转换提供解决方案。

 

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△图1. 核酸深度解析workflow

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/ 整体特点与优势 /

 

样品前处理——完整的核酸酶体系:

包含H酶和T1酶等。其中,磁珠结合的T1酶,实现了核酸mapping分析的高覆盖度和良好重复性;

 

色谱分离——DNApac™ RP色谱柱:

为核酸的加帽、加尾和mapping分析提供良好的峰形和重复性;

 

色谱分离——Vanquish™系列UHPLC:

生物兼容系统,极大减少金属加合峰,提高目标组分的质谱响应;

 

数据采集——Orbitrap系列质谱检测器:

质量轴最稳定、灵敏度和分辨率最高的Orbitrap质谱,用最全面、清晰、可靠的数据为您呈现核酸产品本来的样子;

 

数据分析——BioPharma Finder软件(以下简称BPF软件):

精确到碱基的序列和修饰设置、灵活的酶切位置选择、完善的加合峰设置,让每一种可能尽在掌握。BPF 5.1升级去卷积方法,完美实现硫代核酸的分子量解析。在核酸mapping分析中,BPF 5.1利用先进的动力学模型算法和随机序列生成器,为核酸序列鉴定结果提供多重卡值,确保鉴定结果的可靠性。

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图2. Mapping分析的挑战与赛默飞解决方案

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赛默飞核酸分析workflow(图3)完美解决mapping分析遇到的难题,实现核酸单个碱基鉴定和序列高度覆盖分析(图4),相关成果已发表在《Analytical Chemistry》(Vanhinsbergh et al, Analytical Chemistry, 2022, 94, 20, 7339–7349 )。

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△图3. BPF软件mapping解析界面(上)和赛默飞mapping分析workflow(下)

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△图4. 长达48 mer的核酸序列多价态(17、19、20)均可实现鉴定

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为了实现核酸序列的准确鉴定,除了优质的一级和二级数据以外,软件的解析也必不可少。BPF5.1采用先进的动力学模型算法,预测二级碎片m/z的同时还预测二级碎片的强度,综合同位素峰形、二级碎片强度和质量偏差等因素得到的confidence卡值可减少核酸鉴定的假阳性(图5)。此外,BPF5.1还创新性地将随机序列生成器用于核酸序列鉴定卡值,进一步确保核酸鉴定的可靠性。

 

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△图5. 传统的核酸二级预测图(上)、BPF核酸二级预测图(中)、核酸二级实测图(下)

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△图6. mRNA加帽检测关键点

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同时,Orbitrap的PRM模式,为小核酸的定量分析提供高选择性、高灵敏度和高可靠性的结果(图9)。

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△图9. Orbitrap系列质谱的PRM功能及其在血液中小核酸定量分析的应用

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BioPharma Finder软件的灵活性与Orbitrap的高性能,为您绘制一张真实的小核酸代谢谱(图10)。

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△图10. 小核酸修饰呈现(左)和代谢产物解析

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结语:

核酸药物作为一类新型药物,具有广阔的前景,对其质量控制的法规要求也会愈加严格。Orbitrap高分辨质谱的高分辨、高灵敏度及高质量二级谱图等优异性能,能够更高效及深入地分析核酸结构、修饰变异体及相关杂质,可用于工艺优化及质量评估,提高其安全性及有效性。

 

创新的脚步不会停止,一起解锁高阶模式,未来可期。

 

@dongdan 

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