安捷伦 Vaya 手持拉曼光谱仪高效鉴定 mRNA 脂质纳米粒子的原料成分
时间：2024-07-23 阅读：188
脂质纳米颗粒（LNPs）被用作药物递送系统，用于有效的靶向载荷递送，对多种治疗方法至关重要。核酸 LNP 制剂通常由脂质和非脂质赋形剂组成。这两种类型的赋形剂对疫苗的稳定性、转染效率和安全性起着关键作用。因此，评估 LNP 制备中使用的原材料的化学成分和纯度至关重要，因为它直接影响最终产品质量。
拉曼光谱目前是原辅料 ID 测试的标准技术。空间位移拉曼技术（SORS）能够准确识别包装内材料成分的技术，无需打开样品瓶或容器，从而避免因拆包装所带来的麻烦与风险。
在本案例中，介绍了安捷伦 Vaya 手持拉曼系统——一种基于 SORS 技术的手持式拉曼光谱仪，在原始容器中直接对 mRNA LNP 制备中使用的几类赋形剂进行鉴别（见图 1）。
图 1. 本案例中测试的四类化学品（脂质、缓冲液、溶剂和糖基冷冻保护剂）及其各自的容器类型。
脂 质
脂质是 LNP 的组成部分。图 2 展示了 Vaya 系统在鉴别不同类型脂质（如聚乙二醇化脂质、离子化脂质和甾醇化脂质）方面的高效性。拉曼谱带归属证实了脂质中存在长烃链。1440 cm–1 处的谱带归因于 CH 和 CH3 的变形振动，1673 cm–1 的谱带是胆固醇中 C=C 拉伸振动。在 DSPC 中，949 cm–1 处的谱带对应于 PO 拉伸。1700 cm–1 处的条带归因于 DSPC 和 DMG-PEG 2000 脂质中的 C=O 拉伸。
图 2. 透明玻璃（DSPC）和琥珀色（DMG-PEG 2000）小瓶中的脂质的拉曼光谱。
缓冲液
LNP 制备过程中使用了各种类型的缓冲液。图 3 显示了三种生物缓冲液的拉曼光谱。基于三个光谱中显示的不同拉曼带，可以在 LNP 制备之前识别这些缓冲液。在 Tris 光谱中，1500 至 1700 cm–1 范围内的谱带与 N-H 弯曲有关。对于 HEPES，1046 cm–1 处的谱带为 SO3 拉伸。柠檬酸中 1700 cm–1 处的谱带为 C=O 拉伸。
图 3. 白色 HDPE 瓶中生物缓冲液的拉曼光谱。
有机溶剂
有机溶剂在 LNP 的制备中起着重要作用。图 4 显示了三种溶剂类型的拉曼光谱。这些溶剂的光谱显示出明显的差异。甲醇在 1035 cm–1 处的强谱带对应于 C-O 拉伸。乙醇光谱在 882 cm–1 处有一个强谱带，归属于 C-C 拉伸，在 1050 和 1096 cm–1 有两个小谱带，分别归属于 C-O 拉伸和 CH3 摇摆。乙腈在 921 cm–1 处有一个强带，这表明了 C-C 骨架振动模式。
图 4. 透明玻璃（甲醇）和琥珀瓶（乙腈、乙醇）中的有机溶剂的拉曼光谱。
冷冻保护剂
在配制步骤中使用冷冻保护剂以延长 mRNA LNP 的保质期。一系列糖的拉曼光谱如图 5 所示，展示了每种糖具有不同的光谱。在蔗糖光谱中，641.42 和 849.57 cm–1 处的信号分别是扭转 CH2 和 C-C 拉伸的结果。麦芽糖在 850.96 cm–1 处的信号与 CH 变形振动有关。海藻糖在 841.25 cm-1（C-O-C 变形）、910.63 cm-1（C-O 拉伸）、1121.57 cm-1（C-C 拉伸）和 1454.82 cm-1（CH2 摆动和 C-C 拉伸）。甘露醇和山梨醇的同相 C-C-O 拉伸（878 cm-1）和异向 C-C-O 伸展（1050 cm-1）分别在 878 和 1050 cm-1 处发现。
图 5. HDPE 瓶中冷冻保护剂的拉曼光谱。
结语
安捷伦 Vaya 手持拉曼系统可用于分析和鉴定 mRNA LNP 中使用的脂质和非脂质赋形剂。可以直接测量不同类型容器（透明和琥珀色玻璃瓶以及聚乙烯）中的物料。有了 Vaya，生物制药产品的原材料 ID 检测可以合理化，并直接在仓库的检疫区进行。使用 Vaya 时，不需要多次取样、清洁和搬运等工作，节省人力物力，在时间成本的基础上大大提高了工作效率，同时满足药用原辅料 100% 鉴别的需求。