High-throughput and sensitive HPLC analysis of lipids used in LNP formulations with evaporative light scattering detection
Aplikace | 2024 | KNAUERInstrumentace
Lipidové nanočástice (LNP) představují klíčový vektor pro podávání mRNA vakcín proti onemocnění COVID-19 i dalších terapeutických sloučenin. Jejich složení, kvalita a bezpečnost jsou zásadní pro účinnost a spolehlivost léčivých přípravků. Rychlá a spolehlivá analýza lipidů v těchto formulacích zajišťuje důkladnou kontrolu kvality během vývoje i výroby.
Cílem studie bylo vyvinout vysoce průchodné (high-throughput) metody HPLC s detekcí odpařovacím rozptylem světla (ELSD) pro kvantifikaci a identifikaci jednotlivých lipidů používaných v LNP formulacích. Práce zahrnovala srovnání dvou typů fenyl-hexyl stacionárních fází (core-shell vs. plně pórovité), optimalizaci gradientních a isokratických režimů a stanovení hranic detekce (LOD) a kvantifikace (LOQ).
Pro vývoj metod byla použita HPLC soustava KNAUER AZURA® s nízkotlakým kvaternárním gradientním čerpadlem a autosamplerem. Detekce byla realizována přístrojem SEDEX 100LT (ELSD) s optimalizovanou teplotou odpařování 35 °C a dusíkovým tlakem 3,5 bar. Analýzy probíhaly na fenyl-hexyl kolonkách:
Srovnání gradientních a isokratických metod ukázalo, že kombinace acetonitrilu a methanolu s acetátem amonným poskytuje rovnoměrný tvar špiček a kompletní eluční profil čtyř klíčových lipidů (cholesterol, DSPC, ionizovatelné a PEGylované lipidy) během 2–4 minut. Isokratické metody dosáhly separace za 2–3 minuty bez potřeby reekvilibrace, což výrazně zrychluje měření. LODs byly v rozmezí 0,8–3 μg/ml (4–15 ng), LOQs 0,9–4 μg/ml (5–32 ng). Plně pórovitá fáze vykázala mírně vyšší retenci a o něco lepší citlivost ve srovnání s core-shell.
Metody umožňují vysokorychlostní kvantifikaci lipidů v LNP formulacích s nízkými LOD a LOQ, což je nezbytné pro rutinní kontrolu kvality ve výzkumu i výrobě vakcín a terapeutik. Flexibilita gradientních a isokratických režimů poskytuje možnost volby mezi maximálním rozlišením a nejkratší dobou analýzy. Přenositelnost na binární LC-MS systémy usnadňuje další rozšíření aplikací.
Očekává se integrace HPLC-ELSD metod s hyphenovanou hmotnostní spektrometrií pro detailní charakterizaci lipidových složek a nečistot. Další miniaturizace kolonek a využití monolitických stacionárních fází mohou dále zkrátit časy analýzy. Technologie LNP nalézá uplatnění i mimo vakcíny, například při cílené distribuci genové terapie, protinádorových látek či léčbě dědičných onemocnění.
Vyvinuté HPLC-ELSD metody na základě fenyl-hexyl stacionárních fází poskytují robustní, citlivé a rychlé nástroje pro hodnocení lipidové kompozice LNP. Gradientní i isokratické režimy jsou vhodné pro různá provozní nastavení, přičemž plně pórovitá fáze mírně převyšuje core-shell z hlediska citlivosti. Tyto postupy podporují efektivní QA/QC ve vývoji i výrobě mRNA vakcín a dalších nanofarmaceutik.
HPLC, Spotřební materiál, LC kolony
ZaměřeníLipidomika
VýrobceKNAUER
Souhrn
Význam tématu
Lipidové nanočástice (LNP) představují klíčový vektor pro podávání mRNA vakcín proti onemocnění COVID-19 i dalších terapeutických sloučenin. Jejich složení, kvalita a bezpečnost jsou zásadní pro účinnost a spolehlivost léčivých přípravků. Rychlá a spolehlivá analýza lipidů v těchto formulacích zajišťuje důkladnou kontrolu kvality během vývoje i výroby.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout vysoce průchodné (high-throughput) metody HPLC s detekcí odpařovacím rozptylem světla (ELSD) pro kvantifikaci a identifikaci jednotlivých lipidů používaných v LNP formulacích. Práce zahrnovala srovnání dvou typů fenyl-hexyl stacionárních fází (core-shell vs. plně pórovité), optimalizaci gradientních a isokratických režimů a stanovení hranic detekce (LOD) a kvantifikace (LOQ).
Použitá metodika a instrumentace
Pro vývoj metod byla použita HPLC soustava KNAUER AZURA® s nízkotlakým kvaternárním gradientním čerpadlem a autosamplerem. Detekce byla realizována přístrojem SEDEX 100LT (ELSD) s optimalizovanou teplotou odpařování 35 °C a dusíkovým tlakem 3,5 bar. Analýzy probíhaly na fenyl-hexyl kolonkách:
- Core-shell 1,7 μm, 100 Å, 2,1×50 mm
- Plně pórovitá ChromCore 1,8 μm, 120 Å, 2,1×50 mm
Hlavní výsledky a diskuse
Srovnání gradientních a isokratických metod ukázalo, že kombinace acetonitrilu a methanolu s acetátem amonným poskytuje rovnoměrný tvar špiček a kompletní eluční profil čtyř klíčových lipidů (cholesterol, DSPC, ionizovatelné a PEGylované lipidy) během 2–4 minut. Isokratické metody dosáhly separace za 2–3 minuty bez potřeby reekvilibrace, což výrazně zrychluje měření. LODs byly v rozmezí 0,8–3 μg/ml (4–15 ng), LOQs 0,9–4 μg/ml (5–32 ng). Plně pórovitá fáze vykázala mírně vyšší retenci a o něco lepší citlivost ve srovnání s core-shell.
Přínosy a praktické využití metody
Metody umožňují vysokorychlostní kvantifikaci lipidů v LNP formulacích s nízkými LOD a LOQ, což je nezbytné pro rutinní kontrolu kvality ve výzkumu i výrobě vakcín a terapeutik. Flexibilita gradientních a isokratických režimů poskytuje možnost volby mezi maximálním rozlišením a nejkratší dobou analýzy. Přenositelnost na binární LC-MS systémy usnadňuje další rozšíření aplikací.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se integrace HPLC-ELSD metod s hyphenovanou hmotnostní spektrometrií pro detailní charakterizaci lipidových složek a nečistot. Další miniaturizace kolonek a využití monolitických stacionárních fází mohou dále zkrátit časy analýzy. Technologie LNP nalézá uplatnění i mimo vakcíny, například při cílené distribuci genové terapie, protinádorových látek či léčbě dědičných onemocnění.
Závěr
Vyvinuté HPLC-ELSD metody na základě fenyl-hexyl stacionárních fází poskytují robustní, citlivé a rychlé nástroje pro hodnocení lipidové kompozice LNP. Gradientní i isokratické režimy jsou vhodné pro různá provozní nastavení, přičemž plně pórovitá fáze mírně převyšuje core-shell z hlediska citlivosti. Tyto postupy podporují efektivní QA/QC ve vývoji i výrobě mRNA vakcín a dalších nanofarmaceutik.
Reference
- Albertsen H. et al. Adv Drug Deliv Rev. 2022, 188, 114416.
- USP Draft Guidelines for mRNA Vaccine Quality, Edition 2, 2024.
- Schneider S., Agilent Technologies Application Note 5994-6051EN, 2023.
- Alden B. A. et al., Waters Corp. Application Note 720007331, 2021.
- Schneider S., Agilent Technologies Application Note 5994-4709EN, 2022.
- Higuchi A. et al. Polymer Reviews. 2023, 63, 394–436.
- Kinsey C. et al. Electrophoresis. 2022, 43, 1091–1100.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Science with Passion Targeted LC-MS/MS detection of lipid impurities in lipid nanoparticles M. Prüfer, G. Greco; [email protected] KNAUER Wissenschaftliche Geräte GmbH, Hegauer Weg 38, 14163 Berlin; www.knauer.net SUMMARY Lipid nanoparticles (LNPs) became famous for the rapid development and largescale production…
Klíčová slova
lipid, lipidimpurities, impuritiespolya, polyalnps, lnpslnp, lnpdspc, dspclipids, lipidsnanoparticles, nanoparticlespassion, passionparent, parenthydrolysis, hydrolysistargeted, targetedwere, wereempty, emptydetection
Easy Column Screening for Lipid Nanoparticle Component Analysis
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Biopharma/Pharma Easy Column Screening for Lipid Nanoparticle Component Analysis Method development with the Agilent Biocompatible 6-Column Selector Valve and 1260 Infinity II Prime Bio LC System Author Sonja Schneider Agilent Technologies, Inc. Abstract The composition of lipid nanoparticles…
Klíčová slova
lsu, lsumin, minretention, retentionlipid, lipiddspc, dspctime, timeagilent, agilentcholesterol, cholesterolinfinitylab, infinitylabadvancebio, advancebioresponse, responselnp, lnpgradient, gradientnanoparticles, nanoparticleshexyl
High-Throughput LNP Compositional Analysis Using GTxResolve™ RP 230 Å PH+ Columns: Method Development Considerations
2026|Waters|Aplikace
Application Note High-Throughput LNP Compositional Analysis Using GTxResolve™ RP 230 Å PH+ Columns: Method Development Considerations Mateusz Imiolek, Stephan M. Koza Waters Corporation, United States Published on June 08, 2026 Abstract This application note introduces a new GTxResolve Reversed Phase…
Klíčová slova
considerations, considerationslipid, lipidlnp, lnpacquity, acquityionizable, ionizableionic, ionicstrength, strengthlipids, lipidspremier, premierthroughput, throughputcationic, cationiccompositional, compositionalseparations, separationsgeneric, genericprivacy
High-Throughput LNP Compositional Analysis Using GTxResolve™ RP 230 Å PH+ Columns: Robustness and Reproducibility
2026|Waters|Aplikace
Application Note High-Throughput LNP Compositional Analysis Using GTxResolve™ RP 230 Å PH+ Columns: Robustness and Reproducibility Mateusz Imioleka, Stephan M. Kozab a Waters Corporation, Geneva, Switzerland b Waters Corporation, Milford, MA, United States Published on June 08, 2026 Abstract This…
Klíčová slova
reproducibility, reproducibilitylnp, lnplipids, lipidslipid, lipidbatch, batchacquity, acquitynucleic, nucleicesatin, esatinmeoh, meohdrug, drugseparation, separationunoptimized, unoptimizedprivacy, privacypremier, premiercolumn