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「疫苗研发」毛细管电泳技术在mRNA疫苗研发和质控中的应用

发布时间: 2020-03-04 15:31 来源:SCIEX

2020年伊始,一系列新型冠状病毒感染所致的相关疾病(COVID-19)疫情突发。面对疫情,除了尽快寻求针对性药物,开发预防性疫苗来对抗传染性病原体,也是遏制和预防疫情的重要手段。针对本次新型冠状病毒感染的肺炎的流行,传统的疫苗存在生产周期太长的问题,例如传统灭活病毒疫苗最快1年才能进入人体临床试验。新一代mRNA(信使RNA)疫苗技术,具备开发与生产周期短的优势,有利于实现疫苗的及时生产及应用。因此,开发更有效的新型冠状病毒mRNA疫苗刻不容缓!

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动物实验表明,体外合成的mRNA经肌肉注射至小鼠体内能够表达特定蛋白,产生免疫反应,是十分具有应用前景的新型疫苗。临床前的动物实验已经证明了mRNA疫苗对抗传染性病毒的药效。由于裸露的mRNA直接进入体内会被降解,因此使用载体实现mRNA的高效递送是疫苗药效的保证。mRNA疫苗递送载体主要包括病毒载体和非病毒载体如脂质体纳米颗粒(LNP)等。对mRNA以及载体(病毒颗粒或LNP等)的表征,是mRNA疫苗研发、生产和质控中重要的检测项目。

毛细管电泳(Capillary Electrophoresis,CE)技术是以毛细管为分离通道、以直流高压电源为分离驱动力的高效分离技术。其分离效率高、分离速度快、自动化程度高,是核酸、蛋白质、病毒颗粒等极性物质的检测的有力工具。在mRNA疫苗的生产和质控中,SCIEX的毛细管电泳技术在mRNA纯度、完整性、mRNA加帽效率、尾巴分布、载体(LNP等)的等电点分析等检测项目中具有极大的应用优势。

一、CGE-LIF方法对mRNA的分析

mRNA在制备、加工、配方和长期储存过程中可能会发生降解,因此通过对mRNA的纯度及完整性分析,对于产品质量保证和优化制造工艺至关重要。毛细管凝胶电泳匹配LIF检测器(CGE-LIF)可有效的依据mRNA片段大小来进行高分辨率的分离和高灵敏度的检测,表征mRNA的产品纯度和完整性。方法适用的mRNA范围较广,可进行0.2 kb-10.0 kb范围内的分析。如图1显示长度为4.5 kb 的mRNA的纯度和完整性分析电泳图。相似的,CGE-LIF方法还可以提供mRNA加帽效率、尾巴分布的分析。

CGE-LIF方法对mRNA分析的优势为:

自动化程度高:无需人工制胶、染色等繁琐步骤;

分辨率高:高电场的使用,提供比传统凝胶电泳更高的分辨率;

定量准确:利用峰面积进行准确定量,而传统凝胶电泳依靠条带亮度只能进行半定量;

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图1. CGE-LIF进行mRNA分析的电泳图。RNA marker(蓝),4.5 kb的 mRNA(红,10 ng/uL)

(摘自SCIEX Technical Note技术说明:RUO-MKT-02-10432-A )

二、CZE方法对载体(LNP等)的等电点分析

mRNA疫苗中,为了保证疫苗的递送,常使用脂质纳米颗粒(LNP )等作为载体。为评估不同的生产工艺或批与批之间载体的一致性,可根据其等电点范围进行质量控制。传统的IEF 方法无法对完整颗粒的等电点进行测定,毛细管等电聚焦法(cIEF)是测定完整颗粒等电点的首选技术。

cIEF方法对病毒及LNP分析的优势为:

提供最准确的pI结果(3个pI marker测定);

对分子量大小没有限制,可以测定蛋白,以及病毒、纳米颗粒等电点;

极高的分辨率,可达到0.03 pI;

SCIEX的毛细管电泳技术不仅具有超高的分辨率、较短的分离时间、自动化程度高等优势,其匹配LIF检测器可提供更高的检测灵敏度。在mRNA疫苗的研发和质控中,SCIEX的毛细管电泳技术可用于mRNA纯度及完整性、加帽效率、尾巴分布以及载体等电点的分析。另外,在其他种类的疫苗如DNA疫苗、重组蛋白疫苗、重组病毒载体疫苗、多糖疫苗分析中,SCIEX毛细管电泳技术也提供完整的解决方案,是助力战胜疫情、保障疫苗研发的有力分析工具。 


参考文献:

RNA Analysis for CRISPR by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection, SCIEC Technical Note:RUO-MKT-02-10432-A


标签:毛细管电泳 疫苗研发
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