使用Xevo™ G3 QTof系统测定mPEG-OH的分子量分布

使用Xevo G3 QTof系统简化为甲氧基封端的聚乙二醇(mPEG-OH)样品开发分析方法的过程，并测定聚合物的分子量分布(MWD)。

由于多分散性极低的PEG应用广泛，生物制药行业近来对这种物质的关注度越来越高。分子量是PEG的一个重要特性，它决定了材料的特性。研究已经证明，高分辨率质谱(HRMS)是适合用于测定PEG生物治疗药物MWD的优选方法。使用电喷雾电离(ESI)质谱分析PEG样品的难度极大，这是因为ESI形成的聚合物大分子离子会产生彼此重叠的电荷态分布。这通常会将聚合物的数据处理复杂化，导致分子量和电荷态分布之间产生叠加峰，进而需要借助去卷积程序进行处理。为了帮助解决PEG分析面临的挑战，本研究将Xevo G3 QTof质谱仪平台与ACQUITY^™ UPLC™ I-Class PLUS系统联用，并配合waters_connect™ UNIFI™软件用于分析mPEG-OH样品的MWD和多分散性。UPLC-HRMS系统配合现代化软件的优势在于可以分离和简化数据，提高解析结果的可信度。

实验结果显示，对于三种不同范围（30k Da、40k Da和50k Da）的mPEG-OH样品，优化后的方法能够有效地测定其分子量并简化电荷态分布。

采用UPLC-MS方法在ESI正离子模式下测定PEG样品的分子量分布和多分散性，该方法的运行时间不到3 min，运行条件为带柱后添加的等度条件。分析样品前，使用正离子模式校准溶液校准仪器。使用代表性PEG样品优化仪器参数、色谱条件和离子源设置。样品洗脱条件如下：色谱柱为ACQUITY UPLC BEH 300 Å C₄ 2.1 x 50 mm, 1.7 µm色谱柱，流动相(A)为0.1% TFA水溶液，流动相(B)为0.1% TFA的乙腈溶液，流速为0.1 mL/min，流动相与柱后添加的电荷剥离剂三乙胺(TEA)混合。柱后添加的实施方式是通过Xevo G3 QTof质谱仪的机载流路系统注入用乙腈:水溶液(50:50)制备的2% TEA。通过调整由软件控制的事件设置将TEA液流调节至合适的浓度。图1展示了使用和不使用TEA剥离电荷的影响。使用waters_connect UNIFI平台处理获得的原始数据，该平台提供定义好的处理步骤和自动化工作流程。该方法定义了去卷积参数和自定义字段，是一种高效且易操作的MWD测定方法。

在去卷积质谱图中，可以轻松观察到代表不同乙二醇单体重复单元数(44 Da)和不同聚合度的PEG的分子量分布。提高TEA溶液浓度后得到的mPEG-OH电荷态分布很均匀。每种电荷态代表样品的分子量分布。图2显示了30k Da mPEG-OH样品的代表性多电荷和去卷积质谱图。

实验数据使用waters_connect UNIFI软件做了进一步处理，以确定mPEG-OH样品的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)和多分散性（PDI或σ）。通常将Mw/Mn值作为聚合物多分散性的指标。表1详细列出了三个样品的Mn、Mw和PDI计算结果。分布较窄的单官能化线性mPEG的Mw/Mn值大体上约为1.02~1.05。mPEG-OH样品的多分散性计算值几乎接近1.00（PDI约为1.0009~1.0018），这清楚地表明其聚合度达到了非常高的纯度。

本研究提供了一种快速方法，该方法将Xevo G3 QTof平台与ACQUITY UPLC I-Class PLUS系统联用，并配合waters_connect UNIFI软件用于PEG样品的常规分析，扩展了这套联用系统的应用范围。

• 实验证明，这种组合工作流程非常适合这种复杂的样品分析方案
• 除了能提供快速分析方法解决方案以外，Xevo G3 QTof平台还能改善去卷积质谱图分布模式，降低谱图复杂性
• 使用waters_connect UNIFI平台能够高效测定Mn、Mw和PDI值