疫苗制造和开发中的颗粒分析

疫苗微粒尺寸对人体的影响

疫苗输送系统的规模很重要。小于 200 nm 的纳米颗粒通常比大于 1 微米的微粒表现出更大的免疫原性反应，即尺寸与病毒尺寸相似的颗粒被人体视为病毒。在制造新型 COVID-19 疫苗的情况下，与 SARS-Cov-2 大小相同（中位数约为 90-100 纳米）的腺病毒被用作载体（或病毒载体）以触发刺突蛋白的产生。相比之下，已发表的文献表明，由于更高的抗原负载，口服、鼻内或通过其他粘膜表面接种的疫苗的效果有利于微米而不是纳米颗粒制剂。杂质的大小也显著影响疫苗的效果。

疫苗商业化生产

疫苗制备的上游过程需要仔细的病毒表征，以实现最佳的感染性和稳定性。传染性滴度用于确定可以转导细胞的病毒颗粒浓度及其样本中的病毒载量。测量传染性滴度的两种已建立的分析技术是：

1. 病毒斑块检测 (VPA)
2. 定量聚合酶链反应 (qPCR)

这两种方法都量化了溶液中存在的病毒量。例如，慢病毒的病毒斑块检测需要长达两周的孵育时间才能以每毫升的斑块形成单位 (PFU) 的形式确定其结果。PFU 的计数也是主观的，导致从一位分析员到另一位分析员的重现性很低。另一方面，qPCR 不区分完整的、破碎的、空的、聚集的、传染性或非传染性病毒；它仅确定相对病毒基因表达并将该值与 PFU 相关联。缺点是 qPCR 需要病毒基因组序列的先验知识，可能成本高昂，并且分析基因组材料的浓度，而不是感染性病毒，因为样本中可能存在未包被的 RNA 或 DNA，但如果没有包被，则无法进入一个细胞。

图 1：人类病毒载体样本的测量结果。注意分布显示宿主细胞碎片和聚集体的存在

ViewSizer 3000™ 多激光纳米粒子追踪分析 (NTA) 的粒子浓度分析结果与 PFU 相关，类似于 qPCR。由于具备三个激光光源，它不仅可以量化完整的病毒颗粒，还可以量化感染性聚集体。图 1 展示了人类病毒载体样本的测量大小分布，这是一种用于疫苗制造的候选病毒。注意较大颗粒的显着群体。

下载应用说明 227：使用多激光纳米粒子追踪分析 (NTA）实现传染性滴度

有效分析整个尺寸范围的能力使 ViewSizer 3000 能够成功地将已知感染滴度与总颗粒浓度相关联，R²值大于0.9，证明多激光 NTA 技术是一种新的、具有成本效益和时间的技术。VPA 和 qPCR 的有效替代品。

查看点播网络研讨会：病毒和病毒颗粒的浓度和大小

图 2：传染性滴度相关性

病毒和病毒样颗粒 (VLP)

病毒样颗粒 (VLP) 旨在模拟感兴趣的病毒以激发治疗效果（例如免疫），而无需牺牲病毒或感染风险。它们一直是无数创新疫苗研究的焦点。VLP 的大小与病毒相似，通常在几十到几百纳米之间。除了 ViewSizer 3000 多激光 NTA 技术， LA-960 V2 激光粒度分析也非常适合 VLP 分析。激光衍射是一种集成技术，可以进行快速、常规的分析。从根本上说，该技术对较大的颗粒（如污染物）也更加敏感。根据 VLP 的制造方式，起始材料的碎片可能会以比 VLP 本身更大的尺寸存在于样品中。当材料（如乳液）制备时具有大或宽的尺寸分布，然后减小尺寸以生产最终产品时，就会出现这种情况。剩余的大颗粒可能会导致或出现不需要的免疫反应或后续处理（例如过滤灭菌）中的过滤问题。为了分析病毒和 VLP 等，一项涵盖广泛动态粒子范围的技术是必不可少的。

示例大小结果（图 3 下方）显示了三个不同的群体。最细（最小粒度）的群体是 VLP 本身。剩余的群体（直径超过约 1 微米）是尚未被剪切或以其他方式研磨成更细尺寸的起始材料。LA-960 可以使用 Multimodal Report 报告整个群体的大小指标以及每个个体群体的指标。

图 3：LA-960 测量的 VLP 材料的粒度分布和结果。此示例显示了三个不同的总体。最细（最小粒度）的群体是 VLP 本身。剩余的群体（直径超过约 1 微米）是尚未被剪切或以其他方式研磨成更细尺寸的起始材料

查看点播网络研讨会：[马里兰大学] 淋巴结内注射受控释放库以增强疫苗接种和调节免疫反应

新一代疫苗的外泌体

称为外泌体的细胞外囊泡 (EV) 亚群在各种疾病的诊断和治疗中发挥着越来越重要和复杂的作用。它们负责通过携带各种核酸（包括 RNA、脂质和蛋白质）来转移遗传物质和细胞间通讯。根据许多已发表的报告，据报道其免疫原性与相关抗原的数量相关，因此为潜在的疫苗开发创造了机会。

外泌体粒径和浓度受到特别严格的审查，因为它们提供了重要的临床信息。然而，迄今为止，电动汽车的研究仍然缺乏其净化过程的标准化。它也受到用于测量它们的分析技术的限制。然而，众所周知，EV 是一组异质的粒子，具有不同的大小和生物起源。即使在加工后，尺寸分布预计也会很宽。

查看点播网络研讨会： 外体泌：利用自然生物纳米颗粒的诊断和治疗潜力

ViewSizer 3000 具有三个同时运行的 635 nm（红色）、520 nm（绿色）、445 nm（蓝色）激光器和一个彩色摄像头，可准确显示大动态范围的粒子。它克服了传统 NTA 的共同缺点，即无法在多分散样品中准确确定颗粒大小。使用 ViewSizer 3000 测量从 ZenBio 采集的人类前脂肪细胞（间充质干细胞）外泌体（100 ug）样品。结果通过可调电阻塞传感技术进行验证，并显示 D50 粒径为 148 nm 且总颗粒浓度为5.7 x 10⁷颗粒/mL。

图 4：外泌体的粒径和浓度分布。

下载应用说明 218: 外泌体的粒径分布和浓度

结论

可以使用多激光纳米粒子跟踪分析 (NTA) 仪器 ViewSizer 3000 分析病毒、VLP（例如佐剂）和外泌体的大小和浓度。大多数样品显示出较宽的大小分布，这使单激光 NTA 受挫。如果只需要尺寸分布，例如在尺寸减小过程中，激光衍射也被证明是有用的。