特性解析（キャラクタリゼーション）
インタクト・サブユニット・ペプチドレベルで分子量と構造を確認する。
主な用途
- インタクト質量
電荷・糖鎖
LC-MS（液体クロマトグラフ質量分析）
LC-MSは、液体クロマトグラフィーで分離した成分をエレクトロスプレーイオン化（ESI）で気相イオンに変え、質量分析計で質量電荷比（m/z）を測定する手法です。タンパク質医薬では、インタクト質量、サブユニット質量、ペプチドマッピング、糖鎖プロファイル、翻訳後修飾（PTM）の同定、宿主細胞タンパク質（HCP）のMS定量などに使われ、近年はこれらを一つの試験法に統合するMulti-Attribute Method（MAM）の基盤にもなっています。
- 分類
- 電荷・糖鎖
- 主な用途
- インタクト質量 / ペプチドマッピング / 糖鎖プロファイル / MAM
- 関連モダリティ
- 抗体医薬 / 二重特異性抗体 / ADC / Fc融合・組換えタンパク質 / ワクチン / mRNA-LNP / 核酸（オリゴ）
- 代表メーカー
- Thermo Fisher Scientific・Waters・SCIEX・Agilent ほか計5社
- 関連キーワード
- 糖鎖分析 / 電荷異性体 / ペプチドマッピング / 特性解析 / MAM / 宿主細胞タンパク質
用途・特徴
LC-MSは、LCで複雑な混合物を分離し、ESIでイオン化したうえで質量分析計に導入して、各成分の正確な質量を測定する手法です。タンパク質はESIで多価イオン（多数の電荷状態）として検出されるため、得られた多価スペクトルをデコンボリューションして、実際の分子量（中性質量）に変換します。これにより、抗体や組換えタンパク質のインタクト質量、軽鎖・重鎖・Fc/Fabなどのサブユニット質量を直接確認できます。
酵素消化（トリプシンなど）で得たペプチドをLC-MS/MSで測定するペプチドマッピングでは、配列の確認に加え、酸化、脱アミド、C末端Lys、N末端ピログルタミン酸といったPTM、糖鎖修飾の部位と相対量を評価できます。糖鎖はPNGase Fで遊離させた後に標識してプロファイルを取得することも、ペプチド上のグリコフォームとして観察することもあります。これらの属性を一つのペプチドマッピング法でまとめて測定・定量し、新規ピークの検出（new peak detection）まで含めて工程管理に使う運用がMAMです。
宿主細胞タンパク質（HCP）の評価では、ELISAを補完する形で、LC-MS/MSによる個々のHCP種の同定と定量（スパイクド標準ペプチドなどを用いた絶対・相対定量）が行われます。装置はQ-TOFやOrbitrapなどの高分解能質量分析計が主流で、用途によっては単四重極の小型システムも使われます。
Point
- LCでの分離とESIによる多価イオン化、デコンボリューションで分子量を求める
- インタクト質量・サブユニット質量で全体構造と分子量を確認する
- ペプチドマッピングで配列確認とPTM（酸化・脱アミド・C末端Lys・N末端ピログルタミン酸）を評価する
- 糖鎖プロファイル（遊離糖鎖／グリコフォーム）の同定と相対定量に使う
- MAM（Multi-Attribute Method）で複数の品質特性を一法で測定・定量し新規ピークも検出する
- 宿主細胞タンパク質（HCP）のMS定量でELISAを補完する
- オリゴ核酸（アンチセンス・siRNA等）の質量確認・不純物解析にも使える
- 高分解能・高質量精度のQ-TOF／Orbitrapが特性解析の中心となる
使用方法
基本的には、測定目的に合わせて試料を調製（脱糖・還元・酵素消化など）し、LCで分離、ESIでイオン化したうえでMSまたはMS/MSスペクトルを取得し、デコンボリューションや配列照合を経て同定・定量し、結果をレポートにまとめます。
1測定目的（インタクト／サブユニット／ペプチドマッピング／糖鎖／HCP）を決める
2試料を調製する（脱糖・還元・アルキル化・酵素消化・脱塩など）
3LC（逆相・HILIC・SEC等）で成分を分離する
4ESIで気相イオン（多価イオン）を生成する
5MSで質量電荷比（m/z）を測定する
6MS/MSでフラグメントを取得し配列・修飾部位を確認する
7多価スペクトルをデコンボリューションし分子量に変換する
8データベース照合・理論質量との比較で同定する
9ピーク面積などから修飾・不純物・HCPを定量する
10結果をレポートにまとめ申請・工程管理に利用する
実際の条件は、測定目的、質量分析計の種類（Q-TOF／Orbitrap／単四重極）、分解能・質量精度、LCモード、試料調製、解析ソフト・MAM対応、CSV／GMP対応、スループットによって変わります。試料調製で生じる人為的な修飾（脱アミドや酸化など）と本来の品質特性の区別には注意が必要です。
LC-MS（MAM）と 従来の個別分析（icIEF／HILIC等）の違いは？
従来は電荷異性体をicIEF、糖鎖をHILIC、サイズをCE-SDSというように属性ごとに別々の試験法で評価していました。MAMは、これらの属性をペプチドマッピングベースのLC-MSで一括して測定・定量しようとする考え方です。
結論
従来法は確立した属性別の試験法、MAMは複数の品質特性を一つのLC-MS法で測定・定量し新規ピークまで監視する手法。両者は置き換えではなく目的に応じて併用される。
測定単位
属性ごとに別の試験法を実施
ペプチドマッピングを基盤に複数属性を一法で測定
情報の種類
電荷分布・糖鎖分布などのプロファイル
部位特異的な修飾と相対量、配列レベルの情報
新規不純物の検出
対象属性以外は捉えにくい
new peak detectionで未知ピークを検出できる
定量
ピーク比などで相対評価
抽出イオンクロマトグラム等で各属性を相対定量
装置・運用
比較的簡便、CE/HPLCで運用しやすい
高分解能MSと解析・データ管理の整備が必要
GMP・QC適性
確立した試験法として広く運用
CSV・データインテグリティ対応を前提に運用設計
主な位置づけ
規格試験・ルーチンQCで定着
特性解析〜工程管理を一法で担う発展的手法
LC-MSの選定軸
質量分析計の種類Q-TOF、Orbitrap、単四重極のどれか。特性解析は高分解能MSが中心
分解能・質量精度同位体分離やppmレベルの質量精度が必要か（インタクト／ペプチドで要件が異なる）
質量範囲インタクト抗体や非還元体まで測れるm/z範囲があるか
LCの種類逆相、HILIC、SEC、イオンペア（オリゴ）など対象に合うモードか
主な用途インタクト／サブユニット／ペプチドマッピング／糖鎖／HCPのどれを優先するか
イオン化ESI条件、変性／native MSのどちらに対応するか
解析ソフト・MAM対応デコンボリューション、配列照合、MAM、new peak detectionに対応するか
CSV・GMP対応監査証跡、ユーザー管理、電子記録、IQ/OQ、データインテグリティ対応の有無
スループットルーチン運用に耐える処理能力・自動化の程度
サンプル前処理脱糖、還元、消化、脱塩などの前処理ワークフロー・自動化の整備
設置・運用負荷ベンチトップ型か、専任オペレーターが必要な装置か
サポート国内保守、校正、アプリケーション支援、メソッド移管支援の有無
標準品・消耗品システム適合性用標準品、カラム、試薬の供給性
主な測定目的
| 測定目的 | 内容 | 主な情報 |
|---|---|---|
| インタクト質量 | 脱糖・還元せず全体の分子量を測定する | 分子量の確認、主要グリコフォーム、全体構造の妥当性 |
| サブユニット質量 | 還元やIdeS消化で軽鎖・重鎖・Fc/Fab等に分けて測定する（中分子） | 鎖ごとの分子量、修飾の局在の絞り込み |
| ペプチドマッピング | 酵素消化したペプチドをLC-MS/MSで測定する | 配列確認、PTM（酸化・脱アミド・C末端Lys・N末端ピログルタミン酸）の部位と相対量 |
| 糖鎖プロファイル | 遊離糖鎖の標識分析、またはグリコペプチドとして測定する | 糖鎖構造の同定と相対量、グリコフォーム分布 |
| 翻訳後修飾（PTM） | 修飾の種類・部位・相対量を評価する | 酸化、脱アミド、糖化、C末端／N末端修飾などの特定 |
| HCPのMS定量 | 宿主細胞タンパク質を個別に同定・定量する | HCP種の同定、残存量の推定（ELISA補完） |
主な注意点
| 注意点 | 内容 |
|---|---|
| 試料調製アーチファクト | 消化や保存の過程で生じる脱アミド・酸化などの人為的修飾を、本来の品質特性と区別する |
| イオン化抑制（マトリックス効果） | 共溶出成分や塩、夾雑によるESIのイオン化抑制が定量に影響する |
| 質量精度・分解能の管理 | 校正やシステム適合性で質量精度・分解能を維持し、誤帰属を避ける |
| デコンボリューションの妥当性 | 多価スペクトルの変換条件によって分子量やピーク帰属が変わりうる |
| データ量・解析の負荷 | 高分解能データは大容量で、解析パラメータや手順の標準化が必要 |
| 規制対応 | MAM等をQCで運用する場合はCSV・データインテグリティ・試験法バリデーションが前提 |
使用される工程
LC-MSは、原薬・製剤の特性解析から構造確認、修飾の同定、工程管理、類似性評価まで、品質特性の理解が必要な多くの工程で使われます。
構造確認・同一性
理論質量や配列との照合で目的分子であることを確認する。
主な用途
- 配列確認
糖鎖・電荷修飾の同定
糖鎖プロファイルやPTMの部位と相対量を評価する。
主な用途
- 糖鎖・PTM
MAMによる工程管理
複数の品質特性を一法で測定・定量し、新規ピークを監視する。
主な用途
- 属性モニタリング
HCPのMS評価
宿主細胞タンパク質を個別に同定・定量し、ELISAを補完する。
主な用途
- HCP定量
類似性評価（バイオシミラー）
先行品と後続品の質量・修飾・糖鎖を比較し同等性を評価する。
主な用途
- 同等性評価
下流精製・工程開発
精製中間体の不純物・修飾の変化をモニターし条件を最適化する。
主な用途
- 不純物追跡
原薬・製剤の安定性評価
保存・ストレス条件下での酸化・脱アミドなどの変化を追跡する。
主な用途
- 分解物評価
オリゴ核酸の解析
アンチセンスやsiRNAの質量確認・不純物・代謝物を評価する。
主な用途
- 質量確認
GMP品質管理
規格試験・確認試験・申請資料・ロット評価で用いる。
主な用途
- 規格試験
各工程で広く使われる基準法・装置・試薬は、各モダリティの工程マップで製造の流れに沿って確認できます。
使用されるモダリティー
LC-MSは、タンパク質医薬を中心に、糖鎖・電荷修飾や質量確認が重要な幅広いモダリティーで使われます。
ADC
関連度高
薬物抗体比（DAR）結合部位リンカー・ペイロード確認
コンジュゲーションの均一性と質量分布の評価に使われる。
Fc融合・組換えタンパク質
関連度高
インタクト質量糖鎖プロファイルPTM評価
分子量確認と修飾の同定に使われる。
ワクチン
関連度中〜高
抗原タンパク質の質量修飾確認同一性
組換え抗原などの質量・修飾確認に使われる。
mRNA-LNP
関連度中〜高
脂質の同定・定量キャップ構造解析不純物評価
脂質成分の解析やキャッピング評価などで関係する。
メーカー製品
質量分析計（Q-TOF / Orbitrap）（8）
Thermo Fisher ScientificOrbitrap Exploris 240高分解能Orbitrap質量分析計。変性／nativeのインタクト解析、サブユニットのトップ／ミドルダウン、ペプチドマッピングに対応する。公式URL 国内取扱 サーモフィッシャーサイエンティフィック（日本法人）
Thermo Fisher ScientificOrbitrap Exploris 480高感度・高分解能のOrbitrap質量分析計。ペプチドマッピングやHCPなど深い特性解析に使われる。公式URL 国内取扱 サーモフィッシャーサイエンティフィック（日本法人）
バイオ医薬向け統合システム（4）
WatersBioAccord LC-MS System（ACQUITY RDa）コンパクトなTOF検出器を組み込んだ統合LC-MSシステム。インタクト質量、ペプチドマッピング／MAM、遊離N型糖鎖、オリゴ核酸の確認に対応する。公式URL
Thermo Fisher ScientificVanquish / Orbitrap 統合ワークフローVanquish UHPLCとOrbitrapを組み合わせたバイオ医薬特性解析の統合ワークフロー。公式URL 国内取扱 サーモフィッシャーサイエンティフィック（日本法人）
データ解析ソフト（6）
Thermo Fisher ScientificBioPharma Finderインタクト質量、ペプチドマッピング、トップダウン、オリゴ核酸解析に対応するバイオ医薬特性解析ソフトウェア。公式URL 国内取扱 サーモフィッシャーサイエンティフィック（日本法人）
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掲載情報の確認日：2026年7月（メーカー公開情報をもとに編集部が確認。最新・正確な仕様は各社公式をご確認ください）