Characterization of lipid nanoparticle (LNP) composition using UHPLC-CAD

Význam tématu

Analýza složení lipidových nanokapslí (LNP) je zásadní pro účinnost a bezpečnost moderních terapeutik na bázi nukleových kyselin včetně mRNA vakcín a siRNA terapií. Přesné stanovení kvality a množství jednotlivých lipidů je kritickým parametrem při vývoji a kontrole těchto formulací.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout rychlou a robustní UHPLC metodu kombinovanou s univerzálním detektorem nabitou částicí (CAD) pro kvantifikaci a charakterizaci hlavních lipidů v LNP formulacích. Studie porovnává dvě varianty mobilní fáze s trifluoroctovou (TFA) a mravenčí (FA) kyselinou a optimalizuje chromatografické podmínky pro dvě modelové LNP formulace.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci lipidů byla použita kolona Accucore C30 (3,0×100 mm, 2,6 µm) na UHPLC systému Thermo Scientific Vanquish Flex s metal free průtočnou cestou a detektorem nabitou částicí Charged Aerosol Detector. Mobilní fáze A a B byly připraveny s 0,1 % FA nebo TFA v směsi acetonitril/voda a isopropanol/acetonitril/voda při gradientu odpovídajícím kritériím rychlosti a rozlišení.

• UHPLC systém: Vanquish Flex Binary s CAD detektorem
• Kolona: Accucore C30, 3,0×100 mm, 2,6 µm
• Detektor: Charged Aerosol Detector H
• Typy lipidů: fosfolipidy (DSPC, DOPE), ionizovatelné lipidy (DHA), cholesterol, PEGylované lipidy (mPEG-DTA-2K)

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožňuje baseline separaci čtyř hlavních lipidů v modelové LNP formulaci #1 do 10 minut s limity detekce kolem 10 µg/mL (2,6 µg/mL pro cholesterol). Kalibrační křivky kvadratického typu vykázaly koeficient determinace nad 0,999 pro všechny lipidy. Porovnání FA a TFA metod ukázalo lepší chromatografické rozlišení při použití FA a vyšší citlivost s TFA.
Pro druhou LNP formulaci #2 poskytl TFA protokol baseline separaci do 5 minut, včetně sledování nízkomolekulárních nečistot kolem hlavního PEGylovaného komponentu.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlou a univerzální analýzu lipidového složení LNP bez nutnosti UV chromoforů. CAD detektor poskytuje rovnoměrnou odezvu napříč lipidovými klasemi a vysokou citlivost, což umožňuje monitorování kritických kvality atributů v průmyslovém i výzkumném prostředí.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky na nové ionizovatelné a bioaktivní lipidy, integrace do rutinní QA/QC pro klinické výroby i sledování stability LNP. Další optimalizace gradientních profilů a softwarové zpracování dat v Chromeleonu CDS může zvýšit throughput a automatizaci.

Závěr

Vyvinuté UHPLC-CAD metody pro charakterizaci LNP kombinují rychlost, spolehlivost a vysokou citlivost. FA varianta nabízí vynikající rozlišení, zatímco TFA varianta zajišťuje maximální detekční limity. Obě přístupy splňují požadavky na QC lipidových nanokapslí.

Reference

• Kinsey C et al Electrophoresis 2021 1–24
• Tracy M Hillbeck D Thermo Scientific Application Note 20663
• Criscuolo A et al Chemistry and Physics of Lipids 2019 221 120-127