Characterizing vaccines with light scattering
Technické články | 2024 | Wyatt Technology | WatersInstrumentace
Analýza vakcín pomocí technik rozptylu světla je klíčová pro vývoj, výrobu a kontrolu kvality moderních vakcín. Metody jako statický (MALS), dynamický (DLS) a elektroforetický (ELS) rozptyl světla poskytují bezznačkové a přesné určení velikosti, molární hmotnosti a zeta potenciálu vakcinačních komponent, což ovlivňuje jejich stabilitu, účinnost a bezpečnost.
Studie představuje soubor analytických přístupů k charakterizaci různých typů vakcín (subjednotkové, polysacharidové konjugáty, virové částice typu VLP a nosiče nukleových kyselin) s využitím:
Pro komplexní charakterizaci vakcín jsou využívány:
Light scattering představuje všestrannou a spolehlivou platformu pro charakterizaci vakcín od raného vývoje až po výrobu a kontrolu kvality. Rozsáhlá paleta technik pokrývá všechny klíčové vlastnosti nanočástic a makromolekul, čímž podporuje rychlejší, bezpečnější a standardizovanou výrobu vakcín.
GPC/SEC
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Analýza vakcín pomocí technik rozptylu světla je klíčová pro vývoj, výrobu a kontrolu kvality moderních vakcín. Metody jako statický (MALS), dynamický (DLS) a elektroforetický (ELS) rozptyl světla poskytují bezznačkové a přesné určení velikosti, molární hmotnosti a zeta potenciálu vakcinačních komponent, což ovlivňuje jejich stabilitu, účinnost a bezpečnost.
Cíle a přehled studie / článku
Studie představuje soubor analytických přístupů k charakterizaci různých typů vakcín (subjednotkové, polysacharidové konjugáty, virové částice typu VLP a nosiče nukleových kyselin) s využitím:
- multiúhlového MALS pro absolutní měření molární hmotnosti a ozářkového poloměru (Rg),
- DLS pro hydrodynamický poloměr (Rh),
- ELS pro zeta potenciál a povrchový náboj,
- SEC-MALS a FFF-MALS pro separaci a detailní distribuční analýzu,
- CG-MALS pro stanovení termodynamiky a stechiometrie biomolekulárních interakcí,
- RT-MALS pro on-line monitoring výrobního procesu.
Použitá metodika a instrumentace
Pro komplexní charakterizaci vakcín jsou využívány:
- Zařízení MALS: DAWN, miniDAWN, microDAWN, ultraDAWN
- Koncentrační detektory: Optilab RI, UV HPLC
- Sada pro dynamický rozptyl: WyattQELS, DynaPro Plate Reader, NanoStar, ZetaStar
- Fractionační systémy: SEC (HPLC/UHPLC), FFF (Eclipse FFF)
- Systémy pro studium interakcí: CG-MALS s dávkovacím systémem Calypso
- PAT řešení: OBSERVER software pro RT-MALS
Hlavní výsledky a diskuse
- Vazba protilátek na virový glykoprotein (Lassa virus GP-Fab) byla jednoznačně identifikována a kvantifikována pomocí SEC-MALS.
- Glykanový obsah spike proteinů SARS-CoV a MERS-CoV dosažoval přibližně 25 % hmotnostního podílu (microDAWN + microOptilab).
- Obsah DNA v částicích typu VLP byl potvrzen FFF-UV-MALS-RI, s molární hmotností proteinového obalu 14,5 MDa a DNA nákladem 1 MDa.
- Analýza mRNA v LNP pomocí konjugátní metody ukázala závislost množství kódované molekuly na velikosti nosiče.
- FFF-MALS a DLS prokázaly monodisperzitu LNP v rozsahu poloměrů 35–70 nm.
- Vysokopropustné DLS formátování testování stability odhalilo optimální stabilizační složení (40 % polyolu + polysorbát 20 %).
- Zeta potenciál dvou LNP vzorků byl podobný (~ –11 mV), ale DLS odhalila přítomnost aglomerátů u jednoho z nich.
- Real-time MALS v PAT pomohlo řídit separaci virových frakcí na základě živého měření poloměru s automatickým spuštěním odběru.
Přínosy a praktické využití metody
- Bez štítkování umožňují tyto metody přesné určení klíčových vlastností vakcíny již v rané fázi výzkumu.
- Kombinace rozptylu s chromatografií a frakcionací přináší vysoké rozlišení velikostních a hmotnostních distribučních profilů.
- On-line a in-line varianty (RT-MALS) optimalizují výrobní procesy a zajišťují konzistenci šarže.
- CG-MALS poskytuje podrobnou kvantifikaci vazebných afinit a stechiometrie biomolekulárních komplexů.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další integrace RT-MALS do výrobního řetězce a jeho automatizace v rámci konceptu průmyslu 4.0.
- Vývoj miniaturizovaných a modulárních zařízení pro vysokopropustné screeningy vakcínových formulací.
- Využití pokročilých řídicích algoritmů a strojového učení pro predikci stability a shody kritických parametrů.
- Prohloubení aplikací CG-MALS pro multivalentní komplexní interakce a celou řadu kandidátních antigenů.
Závěr
Light scattering představuje všestrannou a spolehlivou platformu pro charakterizaci vakcín od raného vývoje až po výrobu a kontrolu kvality. Rozsáhlá paleta technik pokrývá všechny klíčové vlastnosti nanočástic a makromolekul, čímž podporuje rychlejší, bezpečnější a standardizovanou výrobu vakcín.
Reference
- Hastie KM et al. Structural basis for antibody-mediated neutralization of Lassa virus. Science. 2017;356(6341):923–928.
- Walls AC et al. Glycan shield and epitope masking of a coronavirus spike protein observed by cryo-electron microscopy. Nat Struct Mol Biol. 2016;23(10):899–905.
- Walls AC et al. Unexpected Receptor Functional Mimicry Elucidates Activation of Coronavirus Fusion. Cell. 2019;176(5):1026–1039.e15.
- Citkowicz A et al. Characterization of virus-like particle assembly for DNA delivery using asymmetrical flow field-flow fractionation and light scattering. Anal Biochem. 2008;376(2):163–172.
- Reichmuth AM et al. mRNA vaccine delivery using lipid nanoparticles. Ther Deliv. 2016;7(5):319–334.
- Wei Z et al. Biophysical characterization of influenza virus subpopulations using field flow fractionation and multiangle light scattering. J Virol Methods. 2007;144(1-2):122–132.
- Mohr J et al. Virus-like particle formulation optimization by miniaturized high-throughput screening. Methods. 2013;60(3):248–256.
- Simon LL et al. Assessment of Recent Process Analytical Technology (PAT) Trends: A Multiauthor Review. Org Process Res Dev. 2015;19(1):3–62.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Characterizing Vaccines with the Light Scattering Toolkit
2021|Waters|Brožury a specifikace
Characterizing Vaccines with the Light Scattering Toolkit Biophysical analysis aids in discovery, development and production 1 Table of Contents Introduction 3 Chapter 1: The light scattering toolkit 5 Multi-angle light scattering: Molar mass, radius and beyond 6 Dynamic Light Scattering:…
Klíčová slova
mals, malsconjugate, conjugatevaccines, vaccinesfab, fabnucleic, nucleiczeta, zetamolar, molaradjuvants, adjuvantscargo, cargoscattering, scatteringprotein, proteinsec, secimmune, immuneintensity, intensitylight
Characterization of nanopharmaceuticals with field-flow fractionation and light scattering (FFF-MALS-DLS)
|Waters|Technické články
W H I T E PA P E R WP2611: Characterization of nanopharmaceuticals with field-flow fractionation and light scattering (FFF-MALS-DLS) Dan Some, Ph.D., and Christoph Johann, Ph.D., Waters | Wyatt Technology Introduction One of the primary challenges in developing effective…
Klíčová slova
fff, fffdls, dlsmals, malsfractionation, fractionationradius, radiusfield, fielddrug, drugasymmetrical, asymmetricalnanoparticle, nanoparticleflow, flowscattering, scatteringlight, lightmolar, molardetermine, determinesize
VLP Characterization with the Light Scattering Toolbox
|Waters|Technické články
W H I T E PA P E R WP9003: VLP Characterization with the Light Scattering Toolbox Daniel Some, Ph.D., Waters | Wyatt Technology Introduction Virus-Like Particles (VLPs) are biomolecular nanoparticles formed by controlled self-assembly of viral structural proteins. Lacking…
Klíčová slova
vlp, vlpmals, malsdls, dlscharacterization, characterizationscattering, scatteringfff, ffflight, lightvlps, vlpstoolbox, toolboxwyatt, wyattdawn, dawnvaccines, vaccinesdelivery, deliveryimmune, immuneaggregation
RT-MALS: Real-Time Process Analytics and Control for Vaccine Nanoparticles and Macromolecules
|Waters|Postery
RT-MALS: Real-Time Process Analytics and Control for Vaccine Nanoparticles and Macromolecules Daniel Some – Wyatt Technology Corporation [email protected] Conclusions Abstract • RT-MALS provides a continuation to PD and Mfg. of detailed analytical characterization by SEC- or FFF-MALS Analytical techniques combining…
Klíčová slova
mals, malsfff, ffftff, tffpat, patultradawn, ultradawnprocess, processvaccine, vaccineviruses, virusesconjugation, conjugationpump, pumpsec, secnanoparticles, nanoparticlesencapsidated, encapsidatedfieldflow, fieldflowscattering