TY - JOUR A1 - Bosc-Bierne, Gaby A1 - Ewald, Shireen A1 - Kreuzer, Oliver J. A1 - Weller, Michael G. T1 - Efficient Quality Control of Peptide Pools by UHPLC and Simultaneous UV and HRMS Detection N2 - Peptide pools consist of short amino acid sequences and have proven to be versatile tools in various research areas in immunology and clinical applications. They are commercially available in many different compositions and variants. However, unlike other reagents that consist of only one or a few compounds, peptide pools are highly complex products which makes their quality control a major challenge. Quantitative peptide analysis usually requires sophisticated methods, in most cases isotope-labeled standards and reference materials. Usually, this would be prohibitively laborious and expensive. Therefore, an approach is needed to provide a practical and feasible method for quality control of peptide pools. With insufficient quality control, the use of such products could lead to incorrect experimental results, worsening the well-known reproducibility crisis in the biomedical sciences. Here we propose the use of ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) with two detectors, a standard UV detector at 214 nm for quantitative analysis and a high-resolution mass spectrometer (HRMS) for identity confirmation. To be cost-efficient and fast, quantification and identification are performed in one chromatographic run. An optimized protocol is shown, and different peak integration methods are compared and discussed. This work was performed using a peptide pool known as CEF advanced, which consists of 32 peptides derived from cytomegalovirus (CMV), Epstein–Barr virus (EBV) and influenza virus, ranging from 8 to 12 amino acids in length. N2 - Peptidpools bestehen aus kurzen Aminosäuresequenzen und haben sich als vielseitige Werkzeuge in verschiedenen Forschungsbereichen der Immunologie und bei klinischen Anwendungen erwiesen. Sie sind in vielen verschiedenen Zusammensetzungen und Varianten im Handel erhältlich. Im Gegensatz zu anderen Reagenzien, die nur aus einer oder wenigen Verbindungen bestehen, sind Peptidpools jedoch hochkomplexe Produkte, was ihre Qualitätskontrolle zu einer großen Herausforderung macht. Die quantitative Peptidanalyse erfordert in der Regel ausgefeilte Methoden, in den meisten Fällen isotopenmarkierte Standards und Referenzmaterialien. Dies ist in der Regel sehr aufwändig und teuer. Daher wird ein Ansatz benötigt, der eine praktische und praktikable Methode zur Qualitätskontrolle von Peptidpools bietet. Bei unzureichender Qualitätskontrolle könnte die Verwendung solcher Produkte zu falschen Versuchsergebnissen führen, was das bekannte Problem der Reproduzierbarkeit in den biomedizinischen Wissenschaften noch verschärfen würde. Hier schlagen wir die Verwendung der Ultrahochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (UHPLC) mit zwei Detektoren vor, einem Standard-UV-Detektor bei 214 nm für die quantitative Analyse und einem hochauflösenden Massenspektrometer (HRMS) für die Identitätsbestätigung. Um kosteneffizient und schnell zu sein, werden Quantifizierung und Identifizierung in einem einzigen chromatographischen Lauf durchgeführt. Es wird ein optimiertes Protokoll gezeigt, und es werden verschiedene Peak-Integrationsmethoden verglichen und diskutiert. Für diese Arbeit wurde ein Peptidpool verwendet, der als CEF advanced bekannt ist und aus 32 Peptiden besteht, die vom Cytomegalovirus (CMV), Epstein-Barr-Virus (EBV) und Influenzavirus stammen und zwischen 8 und 12 Aminosäuren lang sind. KW - Synthetic peptides KW - Quality control KW - Impurites KW - Byproducts KW - Degradation KW - Mass spectrometry KW - Orbitrap PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-602299 DO - https://doi.org/10.3390/separations11050156 SN - 2297-8739 VL - 11 IS - 5 SP - 1 EP - 18 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-60229 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - INPR A1 - Bosc-Bierne, Gaby A1 - Ewald, Shireen A1 - Kreuzer, Oliver J. A1 - Weller, Michael G. T1 - Efficient Quality Control of Peptide Pools N2 - Peptide pools composed of short amino acid sequences have proven to be versatile tools in various research areas and clinical applications. They are powerful tools for epitope mapping, immunotherapy, and vaccine development. Their importance lies in their ability to map complex protein structures, enabling a comprehensive understanding of immune responses and facilitating the identification of potential therapeutic agents. The application of peptide pools also extends to the field of personalized medicine, offering tailored solutions for diseases such as cancer and infectious diseases. Peptide pools are complex mixtures of immunostimulatory antigens primarily intended for T-cell stimulation. They are commercially available in many different compositions and variants. However, unlike other reagents that consist of only one or a few compounds, peptide pools are highly complex products with limited stability. This makes their quality control a major challenge. Quantitative peptide analysis usually requires sophisticated methods, in most cases isotope-labeled standards and reference materials. None of these are routinely available for these products. Synthesis and purification of all labeled peptides might be required. Usually, this approach would be prohibitively laborious and expensive. Therefore, an approach is needed to provide a practical and feasible method for quality control of peptide pools. With insufficient quality control, the use of such products could lead to incorrect experimental results, which would worsen the well-known reproducibility crisis in the biomedical sciences. Here we propose the use of ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) with two detectors, a standard UV detector (at 214 nm) for quantitative analysis and a high-resolution mass spectrometer (HRMS) for identity confirmation. To be cost-efficient and fast, quantification and identification are performed in one chromatographic run. An optimized protocol is shown, and different peak integration methods are compared and discussed. This work was performed using a peptide pool known as CEF, which consists of 32 peptides derived from cytomegalovirus (CMV), Epstein-Barr virus (EBV) and influenza virus, ranging from 8 to 12 amino acids in length. N2 - Peptidpools, die aus kurzen Aminosäuresequenzen bestehen, haben sich in verschiedenen Forschungsbereichen und klinischen Anwendungen als vielseitige Werkzeuge erwiesen. Sie sind leistungsstarke Werkzeuge für die Epitopkartierung, die Immuntherapie und die Impfstoffentwicklung. Ihre Bedeutung liegt in ihrer Fähigkeit, komplexe Proteinstrukturen zu kartieren, was ein umfassendes Verständnis der Immunantworten ermöglicht und die Identifizierung potenzieller Therapeutika erleichtert. Die Anwendung von Peptidpools erstreckt sich auch auf den Bereich der personalisierten Medizin und bietet maßgeschneiderte Lösungen für Krankheiten wie Krebs und Infektionskrankheiten. Peptidpools sind komplexe Mischungen immunstimulierender Antigene, die hauptsächlich zur T-Zell-Stimulation bestimmt sind. Sie sind in vielen verschiedenen Zusammensetzungen und Varianten im Handel erhältlich. Im Gegensatz zu anderen Reagenzien, die nur aus einer oder wenigen Verbindungen bestehen, sind Peptidpools jedoch hochkomplexe Produkte mit begrenzter Stabilität. Dies macht ihre Qualitätskontrolle zu einer großen Herausforderung. Die quantitative Peptidanalyse erfordert in der Regel ausgefeilte Methoden, in den meisten Fällen isotopenmarkierte Standards und Referenzmaterialien. Keines dieser Verfahren ist für diese Produkte routinemäßig verfügbar. Möglicherweise ist die Synthese und Reinigung aller markierten Peptide erforderlich. In der Regel wäre dieser Ansatz unerschwinglich aufwendig und teuer. Daher ist ein Ansatz erforderlich, der eine praktische und praktikable Methode für die Qualitätskontrolle von Peptidpools bietet. Bei unzureichender Qualitätskontrolle könnte die Verwendung solcher Produkte zu falschen Versuchsergebnissen führen, was die bekannte Reproduzierbarkeitskrise in den biomedizinischen Wissenschaften verschlimmern würde. Hier schlagen wir die Verwendung der Ultrahochleistungsflüssigkeitschromatographie (UHPLC) mit zwei Detektoren vor, einem Standard-UV-Detektor (bei 214 nm) für die quantitative Analyse und einem hochauflösenden Massenspektrometer (HRMS) für die Identitätsbestätigung. Um kosteneffizient und schnell zu sein, werden Quantifizierung und Identifizierung in einem chromatographischen Durchlauf durchgeführt. Es wird ein optimiertes Protokoll vorgestellt und verschiedene Peak-Integrationsmethoden werden verglichen und diskutiert. Diese Arbeit wurde mit einem Peptidpool namens CEF durchgeführt, der aus 32 Peptiden besteht, die vom Cytomegalovirus (CMV), Epstein-Barr-Virus (EBV) und Influenzavirus stammen und zwischen 8 und 12 Aminosäuren lang sind. KW - Quality control KW - UHPLC-UV-HRMS KW - Relative peptide quantification KW - Compound confirmation KW - Structure confirmation KW - Cost efficiency KW - Infectious diseases KW - Orbitrap PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-621307 DO - https://doi.org/10.20944/preprints202404.0992.v1 SP - 1 EP - 18 PB - MDPI CY - Basle, Switzerland AN - OPUS4-62130 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tscheuschner, Georg A1 - Kaiser, Melanie N. A1 - Lisec, Jan A1 - Beslic, D. A1 - Muth, Thilo A1 - Krüger, M. A1 - Mages, H. W. A1 - Dorner, B. G. A1 - Knospe, J. A1 - Schenk, J. A. A1 - Sellrie, F. A1 - Weller, Michael G. T1 - MALDI-TOF-MS-Based Identification of Monoclonal Murine Anti-SARS-CoV-2 Antibodies within One Hour N2 - During the SARS-CoV-2 pandemic, many virus-binding monoclonal antibodies have been developed for clinical and diagnostic purposes. This underlines the importance of antibodies as universal bioanalytical reagents. However, little attention is given to the reproducibility crisis that scientific studies are still facing to date. In a recent study, not even half of all research antibodies mentioned in publications could be identified at all. This should spark more efforts in the search for practical solutions for the traceability of antibodies. For this purpose, we used 35 monoclonal antibodies against SARS-CoV-2 to demonstrate how sequence-independent antibody identification can be achieved by simple means applied to the protein. First, we examined the intact and light chain masses of the antibodies relative to the reference material NIST-mAb 8671. Already half of the antibodies could be identified based solely on these two parameters. In addition, we developed two complementary peptide mass fingerprinting methods with MALDI-TOF-MS that can be performed in 60 min and had a combined sequence coverage of over 80%. One method is based on the partial acidic hydrolysis of the protein by 5 mM of sulfuric acid at 99 degrees C. Furthermore, we established a fast way for a tryptic digest without an alkylation step. We were able to show that the distinction of clones is possible simply by a brief visual comparison of the mass spectra. In this work, two clones originating from the same immunization gave the same fingerprints. Later, a hybridoma sequencing confirmed the sequence identity of these sister clones. In order to automate the spectral comparison for larger libraries of antibodies, we developed the online software ABID 2.0. This open-source software determines the number of matching peptides in the fingerprint spectra. We propose that publications and other documents critically relying on monoclonal antibodies with unknown amino acid sequences should include at least one antibody fingerprint. By fingerprinting an antibody in question, its identity can be confirmed by comparison with a library spectrum at any time and context. KW - Reproducibility KW - Quality control KW - Traceability KW - Peptides KW - Peptide mass fingerprinting KW - Monoclonal antibody KW - Recombinant antibody KW - Identity KW - Antibody identification KW - Sequencing KW - Light chain KW - Mass spectrometry KW - Software KW - Open science KW - Library KW - COVID-19 KW - Corona virus KW - Sequence coverage KW - NIST-mAb 8671 KW - Reference material KW - RBD KW - Spike protein KW - Nucleocapsid KW - Cleavage KW - Tryptic digest KW - MALDI KW - DHAP KW - 2,5-dihydroxyacetophenone KW - Github KW - Zenodo KW - ABID PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-547347 DO - https://doi.org/10.3390/antib11020027 VL - 11 IS - 2 SP - 1 EP - 22 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-54734 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -