安捷倫 Vaya 手持拉曼光譜儀高效鑒定 mRNA 脂質(zhì)納米粒子的原料成分
脂質(zhì)納米顆粒(LNPs)被用作藥物遞送系統(tǒng),,用于有效的靶向載荷遞送,對多種治療方法至關(guān)重要。核酸 LNP 制劑通常由脂質(zhì)和非脂質(zhì)賦形劑組成,。這兩種類型的賦形劑對疫苗的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)染效率和安全性起著關(guān)鍵作用,。因此,,評估 LNP 制備中使用的原材料的化學(xué)成分和純度至關(guān)重要,因?yàn)樗苯佑绊懽罱K產(chǎn)品質(zhì)量,。
拉曼光譜目前是原輔料 ID 測試的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),。空間位移拉曼技術(shù)(SORS)能夠準(zhǔn)確識別包裝內(nèi)材料成分的技術(shù),,無需打開樣品瓶或容器,,從而避免因拆包裝所帶來的麻煩與風(fēng)險(xiǎn)。
在本案例中,,介紹了安捷倫 Vaya 手持拉曼系統(tǒng)——一種基于 SORS 技術(shù)的手持式拉曼光譜儀,,在原始容器中直接對 mRNA LNP 制備中使用的幾類賦形劑進(jìn)行鑒別(見圖 1)。
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圖 1. 本案例中測試的四類化學(xué)品(脂質(zhì),、緩沖液,、溶劑和糖基冷凍保護(hù)劑)及其各自的容器類型。
脂 質(zhì)
脂質(zhì)是 LNP 的組成部分,。圖 2 展示了 Vaya 系統(tǒng)在鑒別不同類型脂質(zhì)(如聚乙二醇化脂質(zhì),、離子化脂質(zhì)和甾醇化脂質(zhì))方面的高效性。拉曼譜帶歸屬證實(shí)了脂質(zhì)中存在長烴鏈,。1440 cm–1 處的譜帶歸因于 CH 和 CH3 的變形振動(dòng),,1673 cm–1 的譜帶是膽固醇中 C=C 拉伸振動(dòng)。在 DSPC 中,,949 cm–1 處的譜帶對應(yīng)于 PO 拉伸,。1700 cm–1 處的條帶歸因于 DSPC 和 DMG-PEG 2000 脂質(zhì)中的 C=O 拉伸。
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圖 2. 透明玻璃(DSPC)和琥珀色(DMG-PEG 2000)小瓶中的脂質(zhì)的拉曼光譜,。
緩沖液
LNP 制備過程中使用了各種類型的緩沖液,。圖 3 顯示了三種生物緩沖液的拉曼光譜,。基于三個(gè)光譜中顯示的不同拉曼帶,可以在 LNP 制備之前識別這些緩沖液,。在 Tris 光譜中,,1500 至 1700 cm–1 范圍內(nèi)的譜帶與 N-H 彎曲有關(guān)。對于 HEPES,,1046 cm–1 處的譜帶為 SO3 拉伸,。檸檬酸中 1700 cm–1 處的譜帶為 C=O 拉伸。
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圖 3. 白色 HDPE 瓶中生物緩沖液的拉曼光譜,。
有機(jī)溶劑
有機(jī)溶劑在 LNP 的制備中起著重要作用,。圖 4 顯示了三種溶劑類型的拉曼光譜。這些溶劑的光譜顯示出明顯的差異,。甲醇在 1035 cm–1 處的強(qiáng)譜帶對應(yīng)于 C-O 拉伸,。乙醇光譜在 882 cm–1 處有一個(gè)強(qiáng)譜帶,歸屬于 C-C 拉伸,,在 1050 和 1096 cm–1 有兩個(gè)小譜帶,,分別歸屬于 C-O 拉伸和 CH3 搖擺。乙腈在 921 cm–1 處有一個(gè)強(qiáng)帶,,這表明了 C-C 骨架振動(dòng)模式,。
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圖 4. 透明玻璃(甲醇)和琥珀瓶(乙腈、乙醇)中的有機(jī)溶劑的拉曼光譜,。
冷凍保護(hù)劑
在配制步驟中使用冷凍保護(hù)劑以延長 mRNA LNP 的保質(zhì)期,。一系列糖的拉曼光譜如圖 5 所示,展示了每種糖具有不同的光譜,。在蔗糖光譜中,,641.42 和 849.57 cm–1 處的信號分別是扭轉(zhuǎn) CH2 和 C-C 拉伸的結(jié)果。麥芽糖在 850.96 cm–1 處的信號與 CH 變形振動(dòng)有關(guān),。海藻糖在 841.25 cm-1(C-O-C 變形),、910.63 cm-1(C-O 拉伸)、1121.57 cm-1(C-C 拉伸)和 1454.82 cm-1(CH2 擺動(dòng)和 C-C 拉伸),。甘露醇和山梨醇的同相 C-C-O 拉伸(878 cm-1)和異向 C-C-O 伸展(1050 cm-1)分別在 878 和 1050 cm-1 處發(fā)現(xiàn),。
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圖 5. HDPE 瓶中冷凍保護(hù)劑的拉曼光譜。
結(jié)語
安捷倫 Vaya 手持拉曼系統(tǒng)可用于分析和鑒定 mRNA LNP 中使用的脂質(zhì)和非脂質(zhì)賦形劑,??梢灾苯訙y量不同類型容器(透明和琥珀色玻璃瓶以及聚乙烯)中的物料。有了 Vaya,,生物制藥產(chǎn)品的原材料 ID 檢測可以合理化,并直接在倉庫的檢疫區(qū)進(jìn)行,。使用 Vaya 時(shí),,不需要多次取樣,、清潔和搬運(yùn)等工作,節(jié)省人力物力,,在時(shí)間成本的基礎(chǔ)上大大提高了工作效率,,同時(shí)滿足藥用原輔料 100% 鑒別的需求。
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