您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
島津技術(shù)助力新冠疫苗研發(fā)與質(zhì)量評價
速 報
據(jù)不*統(tǒng)計，正在推進(jìn)92個新型冠狀病毒疫苗（以下簡稱新冠疫苗）項(xiàng)目，其中有40個項(xiàng)目在中國，中國新冠疫苗的研發(fā)進(jìn)度遙遙世界其它國家。
在中國進(jìn)入臨床試驗(yàn)的新冠疫苗有病毒載體疫苗和滅活疫苗。病毒載體新冠疫苗是采用重組技術(shù)將免疫原性的病毒蛋白與新冠病毒表達(dá)的活性蛋白結(jié)合而成的疫苗。滅活新冠疫苗是使用一定的處理方法將培養(yǎng)獲得的病毒滅活，導(dǎo)致病毒失去毒性但保留病毒衣殼的主要抗原特征，可以激發(fā)人體的特異性免疫反應(yīng)的疫苗。無論是病毒類載體疫苗還是滅活疫苗均需要通過臨床試驗(yàn)和質(zhì)量評價才能成為商品化疫苗。
為了提升疫苗質(zhì)量評價方法，島津與*重點(diǎn)疫苗研究與監(jiān)管部門合作，在蛋白類疫苗、多糖類疫苗以及多糖蛋白結(jié)合疫苗領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。隨著新冠疫情爆發(fā)，島津更加致力于相關(guān)研究工作，可提供滅活新冠疫苗和重組新冠疫苗質(zhì)量評價方法，助力新冠疫苗研發(fā)和生產(chǎn)。
滅活疫苗
滅活疫苗的質(zhì)量評價包括殘余試劑的檢測、病毒顆粒含量檢測、病毒顆粒大小的檢測和病毒蛋白N端測序。
01 殘留試劑檢測
傳統(tǒng)的試劑殘留檢測以衍生-紫外分光光度法為主，如甲醛和ADH的檢測。相對于紫外分光光度法，島津氣相色譜法、氣相色譜質(zhì)譜法和島津液相色譜法、液相色譜質(zhì)譜法具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)和檢測通量高等優(yōu)點(diǎn)。
揮發(fā)性殘留物質(zhì)檢測。島津可為疫苗中揮發(fā)性物質(zhì)的定量和定性分析提供Nexis GC-2030、GCMS-QP2020 NX和GCMS-TQ8040 NX三種思路。其中，GCMS-QP2020 NX和GCMS-TQ8040 NX既可實(shí)現(xiàn)已知揮發(fā)性物質(zhì)的定量、定性分析，還可對未知的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行篩查，用于探索生產(chǎn)過程中相關(guān)試劑的降解、結(jié)合等變化。
圖1 揮發(fā)性有機(jī)溶劑殘留分析
難揮發(fā)性殘留物質(zhì)檢測。島津液相系統(tǒng)和液相色譜質(zhì)譜系統(tǒng)以超高穩(wěn)定性和靈敏度著稱，可為新冠疫苗中殘余試劑的分析保駕護(hù)航。其中島津LC-UV系統(tǒng)可用于強(qiáng)紫外吸收化合物定量分析。弱紫外吸收領(lǐng)域，島津也能完美應(yīng)對，島津LC-RID系統(tǒng)和LC-ELSD系統(tǒng)為弱紫外吸收化合物定量分析支招（圖2A）。島津液相色譜質(zhì)譜系統(tǒng)可為復(fù)雜基質(zhì)中的µg/L甚至ng/L級別殘留試劑檢測（圖2B）。
圖2A 島津RID用于原輔料的檢測
圖2B 島津LC-MS/MS用于疫苗中殘留試劑檢測
02 表征病毒顆粒大小
島津可為表征病毒顆粒大小提供LC-20Ai生物惰性系統(tǒng)分析（圖3A）、激光粒度儀/Aggregates Sizer生物制藥聚集體評價系統(tǒng)（圖3B）和電子探針（圖3C）。生物惰性系統(tǒng)可用于幾納米到幾百納米的病毒顆粒的表征。激光粒度儀/Aggregates Sizer生物制藥聚集體評價系統(tǒng)可用于幾十納米-微米級病毒及佐劑顆粒的表征。電子探針可實(shí)現(xiàn)病毒顆粒的大小和形貌分析。這三種技術(shù)與傳統(tǒng)的電鏡模式相比，具有取樣代表性強(qiáng)和重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)。
圖3A LC-20Ai生物惰性液相色譜圖
圖3B 病毒粒度分布圖
圖3C 電子探針分析病毒顆粒圖像
03 病毒顆粒含量分析
島津生物惰性系統(tǒng)LC-20Ai可實(shí)現(xiàn)病毒顆粒的含量測定，島津LC-MS/MS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)疫苗原液中病毒顆粒的含量及類別鑒定分析。圖4A和4B是LC-20Ai為病毒顆粒提供的含量測定圖和線性曲線圖。LC-20Ai系統(tǒng)與普通液相相比，具有蛋白吸附低、耐受高濃度氯化鈉和較寬pH范圍的優(yōu)點(diǎn)。圖4C為島津LC-MS/MS系統(tǒng)在疫苗蛋白鑒定中的應(yīng)用。
圖4A 島津LC-20Ai用于病毒顆粒測定色譜圖
圖4B 病毒顆粒線性曲線圖
圖4C 島津LC-MS/MS系統(tǒng)用于病毒單體及聚體鑒定
04 病毒蛋白N端測序
幾乎所有蛋白質(zhì)的合成均始于N-末端，其序列組成對于蛋白質(zhì)整體的生物學(xué)功能有著重要的影響力，因此蛋白質(zhì)的序列分析對于生物藥效果非常關(guān)鍵。島津公司的蛋白質(zhì)測序儀（Protein Sequencer）PPSQ以Edman降解法為基礎(chǔ)，將蛋白質(zhì)從N-末端順次切斷進(jìn)行序列分析。此方法具有直接測定、可靠性高的優(yōu)勢。近期，島津推出新型的蛋白質(zhì)測序儀，配備高靈敏度檢測器、軟件滿足FDA 21 CFR Part 11數(shù)據(jù)完整性的要求，可實(shí)現(xiàn)梯度和等度兩種分析模式，適合微量樣品的氨基酸序列分析。
圖5 PPSQ-53A分析未經(jīng)還原烷基化的Lysozyme的第1至4個循環(huán)的氨基酸差減色譜圖
重組疫苗分析
除常規(guī)的檢測以外（殘留試劑分析、含量分析），重組疫苗往往還涉及翻譯后修飾（常規(guī)翻譯后修飾和糖基化修飾等）、氨基酸覆蓋度和目標(biāo)蛋白定量分析等。
01 翻譯后修飾分析
島津LCMS-9030 Q-TOF分析系統(tǒng)可解析重組疫苗蛋白的翻譯后修飾種類、翻譯后修飾比例（圖6）。
圖6 島津LCMS-9030用于蛋白翻譯后修飾種類和比例分析
02 目標(biāo)蛋白含量分析
島津LC-MS/MS系統(tǒng)具有超高的掃描速度和良好的穩(wěn)定性，可為同時實(shí)現(xiàn)多種蛋白的含量測定。圖7為島津LCMS-8050系統(tǒng)用于9種疫苗蛋白的同時定量分析。島津LC-MS/MS系統(tǒng)與ELISA系統(tǒng)相比具有通量高、選擇性好和通用型強(qiáng)的特點(diǎn)。
圖7 島津LC-MS/MS系統(tǒng)用于疫苗蛋白含量測定
03 病毒糖鏈分析
島津以LC-FLD-MS為基礎(chǔ)，發(fā)展了疫苗的糖鏈衍生-富集-檢測方法，該方法具有良好的穩(wěn)定性和靈敏度，可為疫苗的糖鏈提供定量、定性分析。如圖8所示，與普通方法相比，島津的疫苗糖鏈分析方法能更好的去除背景干擾并提高目標(biāo)糖鏈的檢測靈敏度。傳統(tǒng)疫苗檢測中無糖鏈分析技術(shù)，島津糖鏈分析策略可彌補(bǔ)這一測試技術(shù)空缺。
圖8 普通方法的對比(A) 與島津疫苗糖鏈分析方法(B)
島津一直致力疫苗質(zhì)量評價方法開發(fā)，方法涵蓋百日咳疫苗、白破疫苗、百白破疫苗、DTaP-IPV疫苗、DTaP-IPV-Hib疫苗、23價肺炎多糖疫苗、Hib疫苗、腦膜炎球菌疫苗、13價多糖蛋白結(jié)合疫苗、腦膜炎多糖蛋白結(jié)合疫苗和HPV疫苗。
撰稿人：龍珍