新技术的目的是加速生物制药的发展

Biotherapeutics(或生物制剂)是使用生物药物生产。例子包括细胞疗法,蛋白质和免疫抗体疗法。大规模开发和制造biotherapeutics需要彻底的活性物质分析的特点,以确保它满足有效性和安全性的要求。分析技术、质谱(MS)等关键工具采用这一过程。

热费希尔科学最近宣布启动一个新的直接质量技术模式,这个功能装备他们的超高分辨率质谱仪检测收费。添加单个离子技术将使研究人员能够分析biotherapeutics,蛋白复合物和病毒粒子,以前太复杂来解决。

直接式质量技术,更多地了解如何比较传统方法并承诺适用于下一代药物形式的发展,我们采访了Andreas Huhmer,高级主管,组学市场营销、生命科学质谱、热费希尔科学。

灰板(AB):直接质量技术如何实现速度、灵敏度和分辨率在分析复杂的蛋白质混合物?

Andreas Huhmer(啊):这一切都与混合,你分析的复杂性。你正在做的事情基本上是通过捕获的离子质谱仪在Orbitrap然后前端,而不是看我们所说的,这是这些离子旋转的频率,或绕Orbitrap,我们观察振幅。所以,我们不要做任何不同的在这个意义上,我们看看信号的不同部分。让我们理解单个分子的电荷物种和我们本质上宣读的直接质量技术模式。在一个更高的层面上,现在你可以想象一下,如果你有有限的空间,和Orbitrap有一个有限的空间里,像其他三维容器,你把不同的分子种类越多,你越极限灵敏度。你需要记录变得有点单一离子超过10离子分子相同的物种。我们这个由多路复用的测量速度和测量多个离子在同一时间。因此,所有这一切都归结到样品的复杂性。在这一点上,直接质量技术不发达非常复杂的混合物,例如你不会注入整个蛋白质组。在这个时间点上,你专注于简单的混合物,通常复合物,纯化抗体的事情等。 They are still mixtures, as we now see from the signal, but they're not the typical proteome mixture.

阿瑟:你能讨论直接质量技术如何从极其少量的样本收集这么多数据吗?

啊:直接质量技术,我们更少的离子注入Orbitrap比我们对于典型的m / z测试,也称为整体测量。当你看个人的信号振幅分子物种,你记录每一次他们轨道中央电极,单个分子的单一信号的振幅物种和你可以并行的分子物种被俘。基本上你可以添加信号,然后代表收费单个分子的物种。它真的是一个离子分子测量完成。但你这在许多离子物种的同时,你有在你的陷阱。本质上是上启用一个仪器,超高分辨率质谱仪,它允许人们直接测量m / z和电荷。这样做与Orbitrap之间的区别与其他电荷检测仪器能够进行质谱分析,我们基本上在同一时间做两个测量并行执行。

阿瑟:结果与传统的测量技术相比如何?

啊:在传统的测量中,测量质量除以。测量的物理原理基本是这些离子的频率轨道中央电极。你deconvolute频率信号,然后你会得到一个质量除以。通常给你这些指控物种样本的分布曲线,从山峰中的差异,你计算分子的电荷和质量提供了。在这种特殊情况下,我们使用直接质量技术,我们是直接测量质量。允许你克服决议限制您可能会遇到在传统的测量,特别是在非常高质量非常大的分子。地球上最高分辨率质谱仪不能解决,例如,病毒的分子电荷物种或adenoviral衣壳。在这种情况下,我们可以直接确定电荷,因此可以解决所有分子的物种。这是一个重大突破,因为直到这一点上,我们不知道多么复杂和异构的分数病毒或分子复合物。

阿瑟:工作流如何直接质量技术比较传统质谱技术?

啊:传统质谱计设置诸如鸟枪测序是一个反相液相色谱分离柱,然后洗脱样品。在这种情况下,我们仍然可以做质,但我们使用主要在本机质谱条件下,利用不同类型的色谱分离模式,如离子交换和大小排斥。实验室的复杂性通常决定了他们是否使用网上或直接注入的样品。如果他们使用网络,那么他们可以做一个典型的LCMS设置。样品越复杂,你需要测量的时间越长,这意味着你可能需要注入样品。所以,你有充足的时间收集足够的信号吗?就像我说的,你需要覆盖所有分数的分子物种或样本,需要更长的时间,因为你需要记录所有的振幅,这是减少在一个更复杂的示例。回到你的问题,速度是多少?它是依赖于样本的异质性。

阿瑟:在分析并行单独离子时,数据处理与传统测量技术如何?

啊:在传统的测量技术中,您创建了一个复合信号的所有分子的物种。直接质量技术,您将创建一个并行信号为每个分子的物种,这创造了我们称之为STORI情节(共振离子的选择性颞概述)显示检测时间对信号振幅,即STORI情节污水正比于电荷的分子物种发现。这使您能够查看单个分子物种记录。而在传统质谱信号,你看看m / z及其强度。

阿瑟:直接质量技术包括改变分析的关键应用,膜蛋白复合物和biotherapeutic表征。你能讨论其在这些领域的效用吗?

啊:每个类别都有自己的挑战,你会直接质量技术申请各种原因。如果你正在寻找一个抗体,你想了解你的抗体制备的异质性或纯度,可能与抗体的糖基化状态。如果你考虑一个腺相关病毒(AAV),您可能想要理解AAV组装的异质性及其货物。如果你想看衣壳内理解的病毒包含负载和不。在特定情况下,你将应用技术,这部分我准备包含加载和不带负载。这些都是直接的方式大规模技术将有很大的影响。直到今天,它一直很难确定一个特定的衣壳有权利负载或负载。目前,人们使用ultra-centrifugation和沉降分离和理解,如果他们想要的衣壳它加载一个特定的内容包含与否,如果确实有这个内容,它正确的内容或被修改吗?直接质量技术,因为你是直接测量质量的可以直接测量的质量是指示性容器加上装入器。

阿瑟:有客户的故事可以分享吗?

啊:当我们开发技术在过去一年左右的时间我们有大约10β客户。因为这是第一次这样的商业产品是用于测量很少人看过一个离子测量使用Orbitrap乐器。即使最老练的科学家,他们必须看这两次欣赏他们在看什么。

当我第一次看的一些样品我们已经与制药公司合作,他们给了我们他们的一些准备工作。我们就像,“哇”,我们不知道如何异构样本。我们展示了一个例子从一个商业制备治疗FC-fusion蛋白质,服用依那西普(恩利®)在用户的会议。这是一个安全的药物和特征很好。但是当你实际使用的直接质量技术,你可以分辨出超过100种不同的分子。可辩解的,因为恩利是已知至少有三个N-linked聚糖,和至少13 O-linked聚糖。但这是一个非常不同的世界当你看到个人的复合信号与信号分子的物种,因为现在你可以量化和辨别这些单个分子的物种,这是不可思议。

阿瑟:是你惊讶的数据和见解的水平你是实现直接质量技术或这是你会看到吗?

啊:我很惊讶因为我第一次没有期望信号的异质性。但是我立即意识到这项技术的潜力,因为我们开发的第四代药物形式,将基因治疗,病毒车辆和整个细胞。COVID的疫苗是一个很好的例子,这下一代药物之一。这些都是更大,更复杂的分子,一般来说,更难以分析。这技术必须真正了解我们看当我们这些新一代药物。同样的,当你考虑到我们取得很多进展从分子的角度理解生物学的复合物。蛋白质是如何构建一个功能单元组装吗?与低温电子显微镜的进步我们知道他们是什么样子,但我们真的不知道如何组装和生物是如何发生的。例如,使用这种技术,我们现在可以看看小配体结合离子通道。离子通道通常膜和膜时,他们很难用传统方法分析,他们大,非常复杂和异构。 Now, with Direct Mass Technology, you can actually observe how, for example, a particular drug binds to an ion channel and does its action. This is absolutely game-changing.

Andreas Huhmer博士是灰板,社论主管技术网络。188金宝搏备用