BioPharma Compass®

OligoQuest™

基于完整分子量和 MS/MS 的全自动序列确认
OligoQuest

质谱法分析核酸

核酸对于研究、诊断和基因治疗 ( 包括 tRNA、siRNA 和其它多达 120 个碱基的修饰核酸 ) 的重要性日益增加,监管部门也提升了对其序列验证,以及相关杂质鉴定和定量的关注度。RNA 和寡核苷酸的序列准确性,对于确保其正确的活性、表达以及避免对患者的脱靶效应或毒性至关重要。然而,目前的二代测序方法不能全面表征高度修饰的 RNA 类治疗药物。

目前使用四极杆飞行时间质谱 ( QTOF-MS ) 仪器表征高度修饰的核酸序列,因为它们能够以高质量精度,确定完整核酸及其碎片离子的单一同位素质量。

杂质和核酸副产物的完整分子量确认并不总是能满足所有需求,因此需要核苷酸序列水平的信息。对于较长的 RNA 分子,需要结合 MS/MS 实验与酶解,来对 LC-MS 峰进行完全鉴定。由于核酸 MS/MS 谱图较为复杂,人工解析非常耗时,并且需要娴熟的分析技能,使得在一天内分析多个样品变得困难、昂贵且常常陷入瓶颈。

BioPharma Compass® 中的 OligoQuest™ 工作流程,能够帮助用户轻松高效的分析谱图,并且确证结果。

  • 可用户自定义的序列编辑算法
  • LC-UV 及 MS 数据可用于副产物定量
  • MS 数据用于高分辨率精确分析
  • MS/MS 提供序列独特片段,结合 OligoQuest™ 的运算法则,用于分析全序列主产物及副产物
  • OligoQuest™ 可发现碱基丢失、替换、增加等副产物
  • 多维确证法则,保证序列分析准确性
  • 独特的 FragCheck 机制,能够快速归属确证序列中的每一个片段 
75 mer tRNA-Phe 的解卷积谱图,单同位素峰质量精度为 0.77 ppm,与理论同位素分布(红色)匹配良好。同时注释了丢失甲基的变异体。

OligoQuest™ - 嵌入合规软件套装 BioPharma Compass®

布鲁克 OligoQuest™ 软件为反义研究、RNA 治疗药物、CRISPR 向导 RNA 序列的确认,以及其它基因编辑技术,提供更为出色的 RNA 和寡核苷酸表征。利用布鲁克 maXis II 和 timsTOF 平台的高同位素保真度和质量精度,OligoQuest™ 可以通过完整分子量和 MS2 分析,对 RNA 和寡核苷酸进行定性确认。许多客户正在使用 OligoQuest™ ,来确认异构体寡核苷酸中的修饰 RNA 序列和碱基交换。

OligoQuest™ 提供算法和工作流程,能够注释大于 100 多个核苷酸的核酸序列的串联 MS 数据。RiboDynamics 首席执行官兼康涅狄格大学高级教授 Dan Fabris 解释道:“同位素保真度与超高分辨率质谱的组合在分析高度修饰的 RNA 方面具有巨大前景,但一直没有适用的商业软件工具。使用 OligoQuest™ 简化这一分析,将大大加快 RNA 领域的研究和开发。”

BioPharma Compass® 中的 OligoQuest™ 工作流程为向导式驱动,以此简化方法设置,并满足客户对核酸序列的自定义需求,从而广泛囊括制药行业使用的各种修饰核苷酸。

OligoQuest™ autoMSMS 流程,能够色谱分离主产物及副产物,高分辨精确质量分析其分子量,通过 MS/MS 及 UV 定性定量副产物。

OligoQuest™ targetedMSMS 流程,能够针对性地获得目标副产物的 MS/MS 深度信息,从而对难以确证的结果进行进一步确证。

OligoQuest™ 具有灵活的序列编辑器,支持天然核酸结构单元,以及自定义骨架、碱基和糖修饰。使用久经验证的算法,对具有高同位素保真度和超高分辨率的 MS 和 MS/MS 数据进行峰检测和解卷积,即使高动态范围的样品,也能确保正确的质量分配。

OligoQuest™ 工作流程示意图
OligoQuest

核酸序列验证

timsTOF 系列质谱仪或 maXis II 搭配 VIP-HESI 离子源,在负离子模式下具有高灵敏度,是寡核苷酸 ( 如 siRNA ) 以及更大的分子 ( 如用于 CRISPR 基因编辑的单链向导 RNA (sgRNA) ) 异质性分析的理想选择。

真实同位素模式和 SNAP 算法,可在复杂谱图中获得准确的质量分配,即使对于仅产生 1 Da 质量差异的碱基替换,也可实现可靠的序列验证。

对复杂的重叠谱图进行可靠注释,对于基于 MS/MS 的序列确认至关重要。OligoQuest™ 结合了 SNAP 解卷积和 RiboDynamics 的高级测序算法 ( 内置于 BioPharma Compass®  ),充分利用 maXis II 和 timsTOF 的出色数据质量来注释末端和内部片段。

OligoQuest™ 结果界面,通过完整分子量、碎片离子等信息,确证核酸药物序列,并定量合成副产物。理论同位素分布以红色标示。
OligoQuest

核酸副产物

核酸的副产物可能包含乱序变体,及胞苷到尿苷的转化,它们分别与目标产物序列分子量相差 +1 Da。仅根据完整分子量很难对它们进行表征,因此需要核苷酸水平的信息。

杂质会首先通过 OligoQuest™ autoMSMS 流程,并依据一级和二级质谱的准确同位素分布进行鉴定。为增加鉴定深度,OligoQuest™ targetedMSMS 流程可延长目标物的MS/MS分析时间,通过直接注入或柱后法增加离子数量。

通过 OligoQuest™ 对副产物进行确证:一级谱图通过同位素分布发现 2 个仅差 1 Da 的副产物。通过 MS/MS 谱图匹配,发现两个副产物为 9 位上 U 和 C 的不同。

总结

BioPharma Compass® 中的 OligoQuest™ 工作流程,为核酸药物 MS 和 MS/MS 谱图的注释提供了简便的工具。布鲁克高分辨率精确质量 ( HRAM ) QTOF 和 timsTOF 仪器提供的同位素高保真度,以及用于单同位素峰值选取的 SNAP 算法,可对前体离子和相关低丰度碎片离子进行可靠注释。因此,通过 MS 和 MS/MS 谱图可以高准确的分析如全序列主产物和预期副产物的序列。

 

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更多信息

2022 年 4 月 5 日举办的网络研讨会

OligoQuest™: 使用 LC-MS (/MS)  的寡核苷酸新表征工作流程

随着 DNA 和 RNA 作为研究试剂以及药物分子的使用越来越多,质谱法进行的寡核苷酸表征近年来受到广泛关注。在此类生物制药产品的批准流程中,相关杂质或降解产物的表征至关重要。用于该表征过程的成熟工具是基于 LC-MS 的方法。在实验室会议的直播期间,我们将现场展示布鲁克的高分辨率质谱仪如何适用于分析寡核苷酸。我们将演示新开发的软件 OligoQuest™,它可简化寡核苷酸及其降解产物的表征。

 

OligoQuest 相关资料

 

仅供研究使用。不适用于临床诊断程序。