Die Anwendung von Lipid-Nanopartikeln (LNP) zur Verabreichung von Pharmazeutika ist vielversprechend für neuartige Gentherapien und effektive, schnell wirkende Impfstoffe. Plattformtechnologien, die LNP-Attribute in F&E, Produktion und Qualitätskontrolle charakterisieren und quantifizieren, werden dazu beitragen, dieses Versprechen zu erfüllen.

Die Lösungen von Wyatt zur Analyse kritischer LNP-Qualitätsattribute umfassen:

  • Durchschnittsgröße, Polydispersität und detaillierte Größenverteilungen
  • Partikelkonzentration
  • Größenbasierte Nukleinsäure (NA) Payload-Verteilung
  • Stabilität unter einer Vielzahl von Stressfaktoren

Viele dieser Analysen können für einen hohen Durchsatz rationalisiert und automatisiert werden.

Lichtstreuungstechniken sind einfach zu bedienen und erhöhen die Produktivität, während sie direkt auf die zentralen biophysikalischen Eigenschaften zugreifen, die diese CQAs definieren. Lesen Sie weiter, um mehr über die Lösungen von Wyatt für die Anforderungen der Industrie und der Behörden für LNPs und andere Nanopharmazeutika zu erfahren.

Die Produkte von Wyatt charakterisieren sowohl virale als auch nicht-virale Gen-Vektoren. Publikationsliste PL9008: Schlüsselpublikationen zur Charakterisierung von Genvektoren durch Lichtstreuung listet einige begutachtete Publikationen auf, die beschreiben, wie.

Partikelgrößenverteilungen

Die Partikelgröße, die die Bioverteilung und die zelluläre Aufnahme beeinflusst, ist eine der wichtigsten Eigenschaften von LNPs. Mehrwinkel- und dynamische Lichtstreuung (MALS, DLS) werden in verschiedenen Stadien der LNP-Entwicklung, Produktion und Qualitätskontrolle eingesetzt.

Formulierungsentwicklung

Das schnelle Screening von Formulierungsbedingungen zur Herstellung von LNPs im gewünschten Größenbereich und in der gewünschten Konzentration reduziert den manuellen Aufwand, verbessert die Produktkonsistenz und beschleunigt die Markteinführung. Hochdurchsatz-DLS mit einem DynaPro® Plate Reader (DPR) misst Größe und Partikelkonzentration in standardmäßigen 96-, 384- oder 1536-Well-Platten und bietet maximalen Komfort und niedrigste Kosten für Verbrauchsmaterialien ohne Einbußen bei Genauigkeit oder Empfindlichkeit.

Hochauflösende Größenverteilungen mit FFF-MALS

Die Feldflussfraktionierung gekoppelt mit der Mehrwinkel-Lichtstreuung (FFF-MALS) ist die führende Methode für genaue und quantitative LNP-Größenverteilungen und bietet ein Maß an Detailtreue, Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Automatisierung, das mit anderen Methoden nicht möglich ist. Die Implikationen von FFF-MALS für regulatorische Aspekte der LNP-Entwicklung wurden von Dr. Fanny Caputo im Webinar Measuring physical properties of liposomes and LNPs for RNA delivery with multidetector asymmetric-flow field-flow fractionation vorgestellt.

Die ASTRAs „Number Density method“ bietet eine direkte Messung der Partikelgröße und -konzentration, die aus der Lichtstreuintensität abgeleitet wird. Diese Berechnungen können auf eine Vielzahl gängiger Gentransportvehikel angewendet werden, darunter Viren, virusähnliche Partikel und Lipid-Nanopartikel. Erfahren Sie mehr über die Empfindlichkeit und Linearität dieser Methode in dieser von Wissenschaftlern der CDC veröffentlichten Arbeit: Quantitation of influenza virus using field-flow fractionation and multi-angle light scattering for quantifying influenza A particles.

Die Lösungen von Wyatt für die Charakterisierung einer Vielzahl von Gentherapieprodukten sind in der Broschüre Characterization of Biologics and Complex Drugs beschrieben.

Mit FFF-MALS können mehr als nur Größenverteilungen bestimmt werden. Eine Vielzahl von Anwendungen von FFF-MALS zur Charakterisierung von Liposomen und LNPs, einschließlich der präklinischen Charakterisierung von Lipidots und der Kinetik des Wirkstofftransfers zwischen Nanocarriern und einem Proxy für die Zellmembran, werden im Webinar Characterization of Lipid Nanoparticle Drug Formulations und im WP2608: Lipid nanoparticle and liposome characterization with FFF-MALS vorgestellt.

Größenverteilung von drei LNP-Präparationen, gemessen mit einem DLS Plate Reader.

Die Feldflussfraktionierung (FFF) trennt Partikel nach dem Diffusionskoeffizienten, d.h. dem hydrodynamischen Radius.

Größenverteilung der gleichen drei LNP-Präparate wie oben, jedoch gemessen mit FFF-MALS.

Quantifizierung der Beladung

Das FFF-MALS-UV-dRI-System

Das FFF-MALS-System von Wyatt für die Analyse der Beladung von LNPs besteht aus einer EclipseFFF-Instrument, einem DAWN® MALS-Detektor (mit optionalem eingebettetem WyattQELS DLS-Modul), einem Optilab® Differential-Refraktionsindex-Detektor und einer HPLC-Pumpe, einem Autosampler und einem UV-Detektor nach Industriestandard von Agilent Technologies. Ein Fraktionssammler kann nachgeschaltet werden.

Das gesamte System wird von VISION gesteuert, einer innovativen Software von Wyatt für das FFF-Methoden-Design und Gerätesteuerung. Die Daten werden mit ASTRA®, der führenden Software für MALS und DLS, erfasst und analysiert. VISION und ASTRA sind beide in 21 CFR Part 11“-konformen Versionen erhältlich.

Die Produktlinien und Anwendungsbereiche von Wyatt sind in Solutions for Macromolecular and Nanoparticle Characterization beschrieben.

Das FFF-MALS-System von Wyatt, bestehend aus Eclipse, DAWN und Optilab. Ein Eclipse-Trennkanal erscheint unten in der vorderen Reihe.

mRNA/DNA

mRNA biophysikalische Eigenschaften

Wie in der Applikationsschrift AN1616: SEC-MALS methods for characterizing mRNA, beschrieben, werden die wichtigsten biophysikalischen Eigenschaften der mRNA mittels SEC-MALS plus DLS quantifiziert. Diese Analyse bestimmt das Molekulargewicht, den Anteil der Aggregate, den Gyrationsradius Rg und den hydrodynamischen Radius Rh. Das Verhältnis zwischen Mw and Rg identifiziert einzel- oder doppelsträngige RNA, während das Verhältnis Rg:Rh die molekulare Konformation anzeigt. Diese Methode kann leicht übernommen werden, um weiter zu untersuchen, wie diese Attribute durch mRNA-Präparation, Formulierung und Lagerungsbedingungen beeinflusst werden.

Prozessanalytik für LNPs

LNP-Prozessentwicklung und -Analytik

Sobald eine erfolgreiche LNP/mRNA-Plattform entwickelt wurde, wird die Skalierung des Prozesses durch Echtzeit-Mehrwinkellichtstreuung (RT-MALS) erleichtert. Mit einem ultraDAWN, entweder in-line oder on-line, wird eine kontinuierliche Überwachung von kritischen Qualitätsattributen wie Partikelgröße und Konzentration erreicht. Die Echtzeitüberwachung der Liposomengröße in einer Produktionsumgebung wird in AN8006 beschrieben: AN8006: In line monitoring of liposome size by RT-MALS.

Echtzeit-MALS für PAT

RT-MALS kann sowohl während der Prozessentwicklung eingesetzt werden, um zeitaufwändige Off-Line-Messungen von Fraktionen mittels DLS oder Partikelverfolgungsanalyse (PTA) zu eliminieren, als auch zur Überwachung und Kennzeichnung von potentiellen Abweichungen während der vollen GMP-Produktion. Im GMP-Betrieb wird die OBSERVER RT-MALS-Software zu einem OPC-AU-Server, um sich in die Prozesssteuerung zu integrieren. Um mehr zu erfahren, sehen Sie sich das Webinar Real-Time Process Analytics and Control for Vaccine Nanoparticles and Macromolecules an oder fordern Sie die ultraDAWN Broschüre an.

Instrumente für die LNP-Characterisierung