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安捷倫 Vaya 手持拉曼光譜儀高效鑒定 mRNA 脂質納米粒子的原料成分
脂質納米顆粒（LNPs）被用作藥物遞送系統，用于有效的靶向載荷遞送，對多種治療方法至關重要。核酸 LNP 制劑通常由脂質和非脂質賦形劑組成。這兩種類型的賦形劑對疫苗的穩定性、轉染效率和安全性起著關鍵作用。因此，評估 LNP 制備中使用的原材料的化學成分和純度至關重要，因為它直接影響最終產品質量。
拉曼光譜目前是原輔料 ID 測試的標準技術。空間位移拉曼技術（SORS）能夠準確識別包裝內材料成分的技術，無需打開樣品瓶或容器，從而避免因拆包裝所帶來的麻煩與風險。
在本案例中，介紹了安捷倫 Vaya 手持拉曼系統——一種基于 SORS 技術的手持式拉曼光譜儀，在原始容器中直接對 mRNA LNP 制備中使用的幾類賦形劑進行鑒別（見圖 1）。
圖 1. 本案例中測試的四類化學品（脂質、緩沖液、溶劑和糖基冷凍保護劑）及其各自的容器類型。
脂 質
脂質是 LNP 的組成部分。圖 2 展示了 Vaya 系統在鑒別不同類型脂質（如聚乙二醇化脂質、離子化脂質和甾醇化脂質）方面的高效性。拉曼譜帶歸屬證實了脂質中存在長烴鏈。1440 cm–1 處的譜帶歸因于 CH 和 CH3 的變形振動，1673 cm–1 的譜帶是膽固醇中 C=C 拉伸振動。在 DSPC 中，949 cm–1 處的譜帶對應于 PO 拉伸。1700 cm–1 處的條帶歸因于 DSPC 和 DMG-PEG 2000 脂質中的 C=O 拉伸。
圖 2. 透明玻璃（DSPC）和琥珀色（DMG-PEG 2000）小瓶中的脂質的拉曼光譜。
緩沖液
LNP 制備過程中使用了各種類型的緩沖液。圖 3 顯示了三種生物緩沖液的拉曼光譜。基于三個光譜中顯示的不同拉曼帶，可以在 LNP 制備之前識別這些緩沖液。在 Tris 光譜中，1500 至 1700 cm–1 范圍內的譜帶與 N-H 彎曲有關。對于 HEPES，1046 cm–1 處的譜帶為 SO3 拉伸。檸檬酸中 1700 cm–1 處的譜帶為 C=O 拉伸。
圖 3. 白色 HDPE 瓶中生物緩沖液的拉曼光譜。
有機溶劑
有機溶劑在 LNP 的制備中起著重要作用。圖 4 顯示了三種溶劑類型的拉曼光譜。這些溶劑的光譜顯示出明顯的差異。甲醇在 1035 cm–1 處的強譜帶對應于 C-O 拉伸。乙醇光譜在 882 cm–1 處有一個強譜帶，歸屬于 C-C 拉伸，在 1050 和 1096 cm–1 有兩個小譜帶，分別歸屬于 C-O 拉伸和 CH3 搖擺。乙腈在 921 cm–1 處有一個強帶，這表明了 C-C 骨架振動模式。
圖 4. 透明玻璃（甲醇）和琥珀瓶（乙腈、乙醇）中的有機溶劑的拉曼光譜。
冷凍保護劑
在配制步驟中使用冷凍保護劑以延長 mRNA LNP 的保質期。一系列糖的拉曼光譜如圖 5 所示，展示了每種糖具有不同的光譜。在蔗糖光譜中，641.42 和 849.57 cm–1 處的信號分別是扭轉 CH2 和 C-C 拉伸的結果。麥芽糖在 850.96 cm–1 處的信號與 CH 變形振動有關。海藻糖在 841.25 cm-1（C-O-C 變形）、910.63 cm-1（C-O 拉伸）、1121.57 cm-1（C-C 拉伸）和 1454.82 cm-1（CH2 擺動和 C-C 拉伸）。甘露醇和山梨醇的同相 C-C-O 拉伸（878 cm-1）和異向 C-C-O 伸展（1050 cm-1）分別在 878 和 1050 cm-1 處發現。
圖 5. HDPE 瓶中冷凍保護劑的拉曼光譜。
結語
安捷倫 Vaya 手持拉曼系統可用于分析和鑒定 mRNA LNP 中使用的脂質和非脂質賦形劑。可以直接測量不同類型容器（透明和琥珀色玻璃瓶以及聚乙烯）中的物料。有了 Vaya，生物制藥產品的原材料 ID 檢測可以合理化，并直接在倉庫的檢疫區進行。使用 Vaya 時，不需要多次取樣、清潔和搬運等工作，節省人力物力，在時間成本的基礎上大大提高了工作效率，同時滿足藥用原輔料 100% 鑒別的需求。