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

Význam tématu

Oligonukleotidy představují klíčové nástroje v oblasti výzkumu genetických vazeb, terapeutických zásahů a diagnostiky. S rostoucím rozšířením malých interferenčních RNA, antisensových oligonukleotidů, aptamerů a CRISPR průvodců roste potřeba spolehlivých analytických postupů. Přesná charakterizace hmotnosti, sekvence, čistoty a stopových nečistot je zásadní pro vývoj i rutinní kontrolu kvality (QA/QC) za přísných regulačních podmínek.

Cíle a přehled studie

Cílem dokumentu je představit end-to-end spektroskopické pracovní postupy pro identifikaci a kvantifikaci surovin i finálních produktů v oligonukleotidové syntéze. Průvodce ukazuje čtyři hlavní workflow: identifikaci výchozích materiálů, potvrzení hotového produktu, stanovení stopových prvků a analýzu zbytkových rozpouštědel.

Použitá metodika a instrumentace

Workflow 1 – identifikace výchozích materiálů:

• Ramanová spektroskopie (přenosný Vaya)
• FTIR spektrometrie (Cary 630 FTIR)
• LC/UV separace (1290 Infinity II Bio LC, OpenLab ChemStation)

Workflow 2 – potvrzení hotového produktu UV-Vis:

• Cary 3500 Multizone UV-Vis s termální kontrolou
• Cary UV Workstation software

Workflow 3 – stopové prvky ICP-MS:

• Agilent 7850 ICP-MS (volitelně 7900 ICP-MS)
• Autosamplery I-AS a SPS4, ICP-MS MassHunter software

Workflow 4 – zbytková rozpouštědla GC/GC-MS:

• 8890/8860 GC systémy s 8697 HS autosamplerem
• 5977C MSD pro neznámé složení
• OpenLab CDS pro zpracování dat

Hlavní výsledky a diskuse

Systémy pro Raman, FTIR a LC/UV umožňují rychlou a přesnou identifikaci surovin přímo ve skladu i v laboratoři, což minimalizuje riziko kontaminace. UV-Vis termální rozběh poskytuje spolehlivé stanovení Tm a koncentrace DNA/RNA. ICP-MS workflow detekuje prvky v úrovni ppt–ppb s vysokou stabilitou a opakovatelností. GC a GC-MS metody splňují požadavky USP <467> na zbytková rozpouštědla a nabízejí varianty pro vysokou propustnost i neznámé složení.

Přínosy a praktické využití metody

• Zrychlení identifikace a validace surovin
• Automatizace a bezpečná správa dat ve shodě s GMP
• Vysoká citlivost a specifita sledovaných parametrů
• Modulární workflow přizpůsobitelné různým provozním režimům

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace umělé inteligence a strojového učení pro prediktivní analýzu spektroskopických dat, rozšíření multiplexních metod detekce nečistot a on-line monitorování výrobních procesů. Další směřování zahrnuje miniaturizaci zařízení pro bodové testování (point-of-care) a rozšíření databází spekter pro rychlejší porovnávání nových sloučenin.

Závěr

Spektroskopické a chromatografické workflow představují prověřený rámec pro komplexní kontrolu kvality oligonukleotidů od surovin až po finální produkty. Robustní instrumentace a softwarová řešení umožňují splnění přísných regulačních požadavků a podporují efektivitu laboratorní práce.

Reference

1. Neo A., Welsby C. Rapid Testing of Solvents Through Amber Bottles Using an Agilent Vaya Handheld Raman Spectrometer. Agilent Technologies application note 5994-5929EN, 2023.
2. Alwan W., Zieschang F. The Agilent Cary 630 FTIR Spectrometer for Material Identification Applications. Agilent Technologies application note 5994-4992EN, 2022.
3. Best Practice for Nucleic Acid Thermal Stability Measurements Using the Cary 3500 UV-Vis Spectrophotometer. White paper 5994-4028EN, Agilent Technologies, 2022.
4. Analysis of Elemental Impurities in Synthetic Oligonucleotides by ICP-MS. Agilent Technologies application note 5994-6470EN, 2023.
5. Sanderson J. Residual Solvent Analysis in Hemp Consumer Products Using Headspace Gas Chromatography and Mass Spectrometry. Agilent Technologies application note 5994-5237EN, 2022.