前言 :寡核苷酸是一類短鏈核苷酸的總稱(包括脫氧核糖核酸及核糖核 酸),如用于基因擴增和基因診斷的 PCR 引物和反義核酸,介導 基因沉默的小干擾 RNA(small interfering RNA,siRNA)等,努力 研究開發基因靶向治療藥物用于治療病毒、腫瘤和遺傳疾病。天然 的寡核苷酸在體內容易降解,穩定性差。通過修飾的寡核苷酸具有 較好的藥學特性和體內穩定性 [1-2],但合成的寡核苷酸產物含有各 種雜質,需純化精制,產物的鑒定和產品的質量控制至關重要。 液相和液質聯用于寡核苷酸目標產物的高分辨分離和鑒定, 可以 判斷待測寡核苷酸結構的變化,比如脫嘌呤、氧化、磷酸化等。寡 核苷酸樣品中存在的鹽分會影響其離子化過程和造成峰強度降低, 因此有必要進行質譜鑒定前的除鹽處理。常規離線除鹽方法耗時; 可以利用在線除鹽方式進行寡核苷酸的分離鑒定,但樣品通量需要 提高,以滿足高通量的要求,如平均每天 2000 個樣品的需求等。
本工作中,我們利用閥切換技術 [3-5] 對寡核苷酸樣品進行在線 除鹽,建立簡單、快速、高效的超高效液相色譜線性離子阱 質譜儀(Vanquish Duo-LTQ XL)在線除鹽和寡核苷酸分子量 測定的分析方法。
實驗方法 1. 儀器和耗材 • 包括下列模塊和組件的 Thermo Vanquish Duo 超高效液相色譜系統 泵:Dual Pump(P/N VF-P32-A)自動進樣器:Split Sampler FT(P/N VF-A10-A) 柱溫箱:Column Compartment H(VH-C10-A) • 質譜儀:Thermo ScienticTM LTQ-XL 質譜 • 分流器:Analytical Scientic Instruments(Model No.600- PO10-06) • 色譜柱:Acclaim Polar Advantage II 2. 試劑 甲醇(質譜級,Fisher公司)、三乙胺(Sigma)、六氟異丙醇(Sigma), 去離子水(18.2M?) 3. 樣品 合成的不同分子量的寡核苷酸含鹽的樣品來源于客戶。 4. 色譜條件和質譜條件 色譜柱:Acclaim Polar Advantage II(C18-2×10 mm 5 μm) 柱溫:30℃
Vanquish Duo 右泵(平衡泵)流動相 A:0.75% 六氟異丙醇和 0.038% 的三乙胺的水溶液 Vanquish Duo 左泵(分析泵)流動相 B:0.75% 六氟異丙醇和 0.038% 的三乙胺和 90% 甲醇溶液
實驗結果與討論 1. 色譜柱串聯在線除鹽 [6] 利用圖 1 的串聯配置可以加速脫鹽和洗脫過程。在線除鹽和分析的 整個過程主要分為兩個部分:(1)樣品上樣至脫鹽柱 1,在流速 2mL/min 的除鹽水相條件下,樣品中的鹽快速被除去,待測樣品保 留在脫鹽柱上;(2)進行閥切換,洗脫有機相快速進入脫鹽柱 1, 將待測樣品從脫鹽柱 1 上洗脫進入質譜檢測。 2. Vanquish Duo 串聯 MS(LTQ XL)進行寡核苷酸定性分析 圖 3-5 所 示, 為 寡 核 苷 酸 樣 品 S1 和 S2 的質譜總離子流譜 圖,響應良好,測得質譜原始數據須保存為 Prole 格式,通過 BioPharmaFinder 軟件 Intact 分析進行去卷積分析,得到相應的寡 聚核苷酸樣品分子量(圖 6-8)和去卷積后匹配原始譜圖(圖 9-11)
結論:本文建立了簡單、快速、高效的液相色譜 - 線性離子阱質譜儀 (Vanquish Duo-LTQ XL)在線除鹽和檢測寡核苷酸分子量的分析 方法。該方法一個樣品的整個分析周期為 42 秒(包括進樣針清洗、 進樣和質譜數據采集),利用該方法對不同分子量的寡核苷酸樣品 進行快速除鹽分析,測定分子量與理論分子量平均偏差約 100 ppm (表 4)。建立的在線除鹽方法快速簡便,質譜鑒定準確度高,樣 品分析周期非常短(42 秒),24h 內可以分析高達 2000 個樣品, 滿足寡核苷酸樣品的高通量分析要求。
參考文獻 1. 賈巧云、鄧新秀、高嬋等 . 反相離子對高效液相色譜法分析硫代反義寡 核苷酸 CT102 相關雜質。藥物分析雜質 2013,33(7):1157-1162 2. Martin Gilar.,et al.Characterization of therapeutic oligonucleotides using liquid chromatography with on-line mass spectrometry detection[J].Oligo mucleotides,2003,13:229-243 3. 1. Opiteck G J, Lewis K C, Jorgenson J W, et al. Comprehensive on-line LC/LC/MS of proteins[J]. Analytical Chemistry, 1997, 69(8):1518-1524. 4. 2.Wei J, Sun J, Yu W, et al. Global Proteome Discovery Using an Online Three-Dimensional LC−MS/MS[J]. Journal of Proteome Research, 2005, 4(4):801-808. 5. 3.Yoshida H, Mizukoshi T, Hirayama K, et al. On-line desalting-mass spectrometry system for the structural determination of hydrophilic metabolites, using a column switching technique and a volatile ion-pairing reagent.[J]. Journal of Chromatography A, 2006, 1119(1):315-321. 6. on-line high-throughput desalting to prepare samples for mass spectrometry.application update 174
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