End-To-End Spectroscopy-Based Workflow Solutions for Oligonucleotide Analysis

Význam tématu

Analytika syntetických oligonukleotidů je klíčová pro výzkum, vývoj i výrobu biologických léčiv. Tyto krátké nukleové kyseliny (siRNA, antisense, aptamery, CRISPR vodítka) vyžadují spolehlivou kontrolu kvality a identifikaci surovin i hotových produktů. Sledují se parametry jako molekulová hmotnost, sekvence, čistota, nečistoty, stopové prvky i zbytky rozpouštědel. Dodržení předpisů FDA, USP a ICH zaručuje bezpečnost a účinnost finálních produktů.

Cíle a přehled studie

Cílem průvodce je představit ucelené pracovní postupy (workflows) pro spektroskopickou a chromatografickou analýzu oligonukleotidů od identifikace surovin až po finální QA/QC. Dokument uvádí čtyři hlavní kroky:

• Workflow 1: Identifikace vstupních surovin pomocí Raman, FTIR nebo LC/UV.
• Workflow 2: Ověření hotového produktu UV-Vis spektrometrií a stanovení teploty tání dsdna.
• Workflow 3: Analýza stopových prvků v souladu s USP & ICH Q3D pomocí ICP-MS.
• Workflow 4: Stanovení zbytků organických rozpouštědel metodou GC nebo GC/MS podle USP <467>.

Použitá metodika a instrumentace

Pro každé workflow je navržena kombinace přístrojů a softwaru:

• Raman: přenosný spektrometr Vaya s Vaya software pro rychlou kontrolu ve skladu.
• FTIR: Cary 630 FTIR spektrometr se softwarem MicroLab Pharma pro laboratorní identifikaci surovin.
• LC/UV: 1290 Infinity II Bio LC systém s OpenLab ChemStation pro separaci a detekci surovin.
• UV-Vis: multizonový Cary 3500 UV-Vis se softwarem Cary UV Workstation pro kvantifikaci a Tm analýzy.
• ICP-MS: 7850 (případně 7900) ICP-MS se systémem integrovaných autosamplerů (I-AS nebo SPS4) a MassHunter softwarem.
• GC/GC-MS: 8890 GC, Intuvo 9000, 8860 GC a 5977C MSD v kombinaci s headspace samplerem 8697 a OpenLab CDS pro rutinní, vysokoprůchodové i neznámé analýzy zbytkových rozpouštědel.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementované pracovní postupy prokázaly:

• Vysokou přesnost a opakovatelnost identifikace surovin i hotových produktů.
• Citlivé stanovení stopových prvků pod limity USP <232>/<233> a ICH Q3D.
• Spolehlivou separaci a kvantifikaci organických rozpouštědel dle USP <467>.
• Integrovanou správu dat a zabezpečení pro GMP prostředí.

Diskuse se zaměřuje na výhody bezkontaktních spektroskopických metod ve skladu, robustnost FTIR/LC-UV v laboratoři i potřebu rychlého protokolování výsledků v GMP.

Přínosy a praktické využití metody

Navržené workflow usnadňují:

• Prevenci kontaminace a omylů při příjmu surovin.
• Úsporu času díky mobilním analyzátorům a rychlým spektrometrickým testům.
• Splnění regulatorních požadavků pro stopové nečistoty i zbytky rozpouštědel.
• Zvýšení efektivity QA/QC oddělení v biotechnologických i farmaceutických provozech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování zahrnuje:

• Integraci umělé inteligence pro automatizovanou analýzu spekter a chromatogramů.
• Využití miniaturizovaných a víceparametrických senzorů pro on-line monitoring výroby.
• Rozšíření multimodálních platforem spojujících spektroskopii a chromatografii v reálném čase.
• Cloudové řešení pro sdílení dat a spolupráci napříč výzkumem a průmyslem.

Závěr

Prezentované koncepce poskytují komplexní nástroje pro spolehlivou charakterizaci oligonukleotidů od surovin až po finální produkt. Kombinace mobilních spektrometrů, laboratorních FTIR/LC/UV systémů, vysoce citlivého ICP-MS a flexibilních GC/GC-MS platforem zajišťuje splnění přísných QA/QC požadavků a regulatorních norem.

Reference

• Neo A., Welsby C. Rapid Testing of Solvents Through Amber Bottles Using an Agilent Vaya Handheld Raman Spectrometer. Agilent application note 5994-5929EN, 2023.
• Pulliere F., Welsby C. Identification of Oligonucleotide Starting Materials Directly Through Containers. Agilent 5994-4239EN, 2021.
• Sanderson J., Whitecotton L. Analysis of Artificial Tear Eye Drops for Elemental Impurities. Agilent 5994-1561EN, 2022.
• Best Practice for Nucleic Acid Thermal Stability Measurements Using the Cary 3500 UV-Vis Spectrophotometer. Agilent white paper 5994-4028EN, 2022.
• Zhang Y., Na S. Analysis of USP <467> Residual Solvents Using Agilent 8890 GC/FID/5977B MSD. Agilent 5994-1488EN, 2019.
• Wieder L., Pan J., Veeneman R. Analysis of USP Method <467> Residual Solvents on the Agilent 8890 GC System. Agilent 5994-0442EN, 2019.