TY - JOUR A1 - Bosc-Bierne, Gaby A1 - Weller, Michael G. T1 - Investigation of impurities in peptide pools T1 - Untersuchung von Verunreinigungen in Peptidpools N2 - Peptide pools are important research tools in different biomedical fields. They consist of a complex mixture of defined peptides, which places high demands on the production and quality control of these products. Previously it has been shown that the combination of UHPLC with high-resolution mass-spectrometry (HRMS) is a fast and powerful method to confirm the relative concentration and the structural identity of all peptides expected to be in the pool. In this work, the additional information contained in the UV chromatograms and mass spectra is used to search for impurities due to synthesis by-products and degradation during storage and transportation and to identify possible analytical artifacts. It was shown that most impurities are only present in trace amounts and can be considered uncritical for most applications. The most frequent and perhaps unexpected impurities were homo- and heterodimers caused by the free cysteines contained in these peptide pools. Furthermore, pyroglutamate and aspartimide formation, deamidation, methionine oxidation, and amino acid deletions could be found. This list is not intended to be comprehensive, but rather a brief guide to quickly identify impurities and, in the long term, to suggest possible changes in the composition of the peptide pools to avoid such impurities by design or by special precautions. N2 - Peptidpools sind wichtige Forschungsinstrumente in verschiedenen biomedizinischen Bereichen. Sie bestehen aus einer komplexen Mischung definierter Peptide, was hohe Anforderungen an die Herstellung und Qualitätskontrolle dieser Produkte stellt. In der Vergangenheit wurde gezeigt, dass die Kombination von UHPLC mit hochauflösender Massenspektrometrie (HRMS) eine schnelle und leistungsfähige Methode zur Bestätigung der relativen Konzentration und der strukturellen Identität aller Peptide ist, die in dem Pool erwartet werden. In dieser Arbeit werden die zusätzlichen Informationen, die in den UV-Chromatogrammen und Massenspektren enthalten sind, genutzt, um nach Verunreinigungen zu suchen, die auf Nebenprodukte der Synthese und den Abbau während der Lagerung und des Transports zurückzuführen sind, und um mögliche analytische Artefakte zu identifizieren. Es hat sich gezeigt, dass die meisten Verunreinigungen nur in Spuren vorhanden sind und für die meisten Anwendungen als unkritisch angesehen werden können. Die häufigsten und vielleicht unerwartetsten Verunreinigungen waren Homo- und Heterodimere, die durch die in diesen Peptidpools enthaltenen freien Cysteine verursacht werden. Außerdem wurden Pyroglutamat- und Aspartimidbildung, Deamidierung, Methioninoxidation und Aminosäuredeletionen festgestellt. Diese Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern ist eher ein kurzer Leitfaden, um Verunreinigungen schnell zu identifizieren und langfristig mögliche Änderungen in der Zusammensetzung der Peptidpools vorzuschlagen, um solche Verunreinigungen durch Design oder besondere Vorsichtsmaßnahmen zu vermeiden. KW - Synthetic peptides KW - Degradation KW - Synthetic artifacts KW - Peptide losses KW - Stability of peptides KW - Disulfide dimers KW - Cysteine dimers KW - Isomers KW - Cysteine alkylation PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-626987 DO - https://doi.org/10.3390/separations12020036 SN - 2297-8739 VL - 12 IS - 2 SP - 1 EP - 18 PB - MDPI AG CY - Basel AN - OPUS4-62698 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - 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 - JOUR A1 - Bandow, N. A1 - Aitken, M. D. A1 - Geburtig, Anja A1 - Kalbe, Ute A1 - Piechotta, Christian A1 - Schoknecht, Ute A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Stephan, Ina T1 - Using Environmental Simulations to Test the Release of Hazardous Substances from Polymer-Based Products: Are Realism and Pragmatism Mutually Exclusive Objectives? N2 - The potential release of hazardous substances from polymer-based products is currently in the focus of environmental policy. Environmental simulations are applied to expose such products to selected aging conditions and to investigate release processes. Commonly applied aging exposure types such as solar and UV radiation in combination with water contact, corrosive gases, and soil contact as well as expected general effects on polymers and additional ingredients of polymer-based products are described. The release of substances is based on mass-transfer processes to the material surfaces. Experimental approaches to investigate transport processes that are caused by water contact are presented. For tailoring the tests, relevant aging exposure types and release quantification methods must be combined appropriately. Several studies on the release of hazardous substances such as metals, polyaromatic hydrocarbons, flame retardants, antioxidants, and carbon nanotubes from polymers are summarized exemplarily. Differences between natural and artificial exposure tests are discussed and demonstrated for the release of flame retardants from several polymers and for biocides from paints. Requirements and limitations to apply results from short-term artificial environmental exposure tests to predict long-term environmental behavior of polymers are presented. KW - Environmental simulations KW - Polymer-based products KW - Artificial weathering KW - Degradation KW - Leaching KW - Soil contact PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-509310 DO - https://doi.org/10.3390/ma13122709 SN - 1996-1944 VL - 13 IS - 12 SP - Paper 2709, 22 PB - MDPI CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-50931 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -