Optimized ELSD Workflow for Improved Detection of Lipid Nanoparticle Components
Aplikace | 2022 | WatersInstrumentace
V posledních letech se díky rozvoji genové a nukleové terapie zvýšil zájem o efektivní doručovací systémy. Lipidové nanočástice (LNP) představují klíčový nosič pro mRNA vakcíny i další terapie, neboť zvyšují stabilitu, cílené uvolnění a biologickou dostupnost léčiva. Spolehlivá kontrola složení a čistoty LNP je zásadní pro jejich bezpečnost a účinnost během vývoje a výroby.
Hlavním cílem studie bylo systematicky optimalizovat workflow s využitím detektoru ELSD (evaporative light scattering detection) pro citlivou a spolehlivou analýzu čtyř základních lipidových složek LNP: ionizovatelného lipidu (SM-102), cholesterolu, DSPC a DMG-PEG 2000. Autoři sledovali zlepšení signálu, poměru signál/šum a chromatografického rozlišení bez prodloužení doby analýzy či zvýšení spotřeby vzorku.
Systematická optimalizace celého analytického workflow od volby rozpouštědla přes chromatografii až po ELSD parametry vede k významnému zlepšení citlivosti a spolehlivosti analýzy lipidových nanočástic. Metoda je rychlá, snadno implementovatelná a poskytuje robustní nástroj pro rutinní monitoring výroby LNP ve farmaceutickém vývoji i výrobě.
HPLC
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
V posledních letech se díky rozvoji genové a nukleové terapie zvýšil zájem o efektivní doručovací systémy. Lipidové nanočástice (LNP) představují klíčový nosič pro mRNA vakcíny i další terapie, neboť zvyšují stabilitu, cílené uvolnění a biologickou dostupnost léčiva. Spolehlivá kontrola složení a čistoty LNP je zásadní pro jejich bezpečnost a účinnost během vývoje a výroby.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem studie bylo systematicky optimalizovat workflow s využitím detektoru ELSD (evaporative light scattering detection) pro citlivou a spolehlivou analýzu čtyř základních lipidových složek LNP: ionizovatelného lipidu (SM-102), cholesterolu, DSPC a DMG-PEG 2000. Autoři sledovali zlepšení signálu, poměru signál/šum a chromatografického rozlišení bez prodloužení doby analýzy či zvýšení spotřeby vzorku.
Použitá metodika a instrumentace
- LC systém: ACQUITY Quaternary Solvent Manager
- Detektor: ACQUITY UPLC Evaporative Light Scattering (ELSD)
- Kolona: ACQUITY Premier CSH Phenyl-Hexyl, 1,7 µm, 2,1 × 50 mm
- Teplota kolony: 50 °C, vzorku: 8 °C
- Mobilní fáze A: 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě; B: 0,1 % kyselina mravenčí/25 % isopropanol/75 % acetonitril
- Gradient: lineární 40–100 % B za 6 minut, průtok 0,4 mL/min
- ELSD parametry: tlak dusíku 20 psi, teplota driftové trubice 48 °C, nebulizér 80 % výkonu
- Software pro řízení a zpracování: Empower 3, FR5
Hlavní výsledky a diskuse
- Optimální rozpouštědlo pro vzorky: 90/10 methanol/voda výrazně zvyšuje detekční citlivost lipidů.
- Úprava složení mobilní fáze s 10–25 % isopropanolu zlepšila tvar peaku PEG a rozlišení mezi cholesterolem a PEG.
- Nižší tlak nosného plynu a správně zvolená teplota driftové trubice (48 °C) zvýšily poměr signál/šum až pětinásobně.
- Nastavení nebulizéru na 80 % výkonu optimalizovalo aerosolizaci bez nárůstu šumu.
- Systematická optimalizace vedla k 5–13násobnému zvýšení intenzity a 3–9násobnému zlepšení poměru signál/šum bez prodloužení analýzy.
Přínosy a praktické využití metody
- Universální detekce všech čtyř lipidových složek LNP bez nutnosti chromoforů.
- Rychlá integrace do existujících UPLC konfigurací s minimálními úpravami.
- Vylepšená citlivost a rozlišení umožňují spolehlivé monitorování kvality surovin i kontrolu složení finálního produktu.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Aplikace optimalizovaného ELSD workflow pro další typy lipidových formulací a nanočástic.
- Rozšíření o koinjekční metody či hyphenované techniky s hmotnostní spektrometrií pro potvrdivou identifikaci neznámých nečistot.
- Automatizace regulování ELSD parametrů v reálném čase podle složení vzorku pro další zvýšení přesnosti a robustnosti.
Závěr
Systematická optimalizace celého analytického workflow od volby rozpouštědla přes chromatografii až po ELSD parametry vede k významnému zlepšení citlivosti a spolehlivosti analýzy lipidových nanočástic. Metoda je rychlá, snadno implementovatelná a poskytuje robustní nástroj pro rutinní monitoring výroby LNP ve farmaceutickém vývoji i výrobě.
Reference
- Schoenmaker L. et al., Int J Pharm. 2021;601:120586.
- Buschmann M.D. et al., Vaccines. 2021;9(1):65.
- Karola V.U. et al., J Liq Chromatogr Relat Technol. 2011;34(3):217–230.
- Alden B.A. et al., Waters Application Note 720007331, 2021.
- Xia Y.Q., Jemal M., Rapid Commun Mass Spectrom. 2009;23(14):2125–2138.
- Jeschek D. et al., J Pharm Biomed Anal. 2016;119:37–44.
- Vervoort N. et al., J Chrom A. 2007;1189:92–100.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Rapid Analysis of Lipid Nanoparticle Components Using BioAccord LC-MS System
2021|Waters|Aplikace
Application Note Rapid Analysis of Lipid Nanoparticle Components Using BioAccord LC-MS System Giorgis Isaac, Nilini Ranbaduge, Bonnie A. Alden, Colette Quinn, Weibin Chen, Robert S. Plumb Waters Corporation Abstract The recent success of mRNA vaccines for COVID-19 is in part…
Klíčová slova
lipid, lipidbioaccord, bioaccordlnp, lnpnanoparticle, nanoparticleunifi, unificlasses, classescompare, comparedeliver, deliverthereof, thereoffactorial, factorialunknown, unknownlnps, lnpsspecies, speciesfractional, fractionalimpurities
Efficient Method Development of Lipid Nanoparticle Components Using ELSD
2025|Shimadzu|Aplikace
LabSolutions MD : Software for Efficient Method Development based on Analytical Quality by Design Application News Efficient Method Development of Lipid Nanoparticle Components Using ELSD Shinichi Fujisaki User Benefits LabSolutions MD enables efficient optimization of separation conditions for lipid…
Klíčová slova
dmg, dmgdspc, dspcpeg, pegcholesterol, cholesterollipid, lipidoptimal, optimalconditions, conditionsgradient, gradientipa, ipadesign, designmin, mininquiry, inquirymobile, mobilecomponent, componentphases
Lipid Nanoparticle Impurity Monitoring Using Single Quadrupole Mass Detection for Regulated Environments
2023|Waters|Postery
Lipid Nanoparticle Impurity Monitoring Using Single Quadrupole Mass Detection for Regulated Environments Authors: Duanduan Han, Kellen DeLaney, Robert E. Birdsall, Ying Qing Yu Affiliation: Waters Corporation, Milford, MA Results Introduction Lipid Nanoparticles UV 3 AU 2 Cholesterol • Important for…
Klíčová slova
elsd, elsddspc, dspcdesaturation, desaturationoxidation, oxidationsaturation, saturationdata, datalipid, lipidimpurity, impuritycompositional, compositionalcholesterol, cholesterolqda, qdamass, massassignment, assignmentvolatile, volatilecomplementary
Lipid Nanoparticle Analysis: Leveraging MS to Reduce Risk
2022|Waters|Aplikace
Application Note Lipid Nanoparticle Analysis: Leveraging MS to Reduce Risk Duanduan Han, Kellen DeLaney, Bonnie A. Alden, Robert E. Birdsall, Ying Qing Yu Waters Corporation Abstract Lipid nanoparticles (LNPs) represent an elegant solution in the delivery of gene-based therapeutics that…
Klíčová slova
lnp, lnpqda, qdaempower, empowerspectral, spectrallipid, lipidgene, geneimpurity, impuritydetector, detectormass, massdual, dualcomplementary, complementaryacquity, acquityrepresent, representdata, dataworkflow