Raw Material Identification of mRNA Lipid Nanoparticle Components with the Agilent Vaya Raman Spectrometer

Význam tématu

Lipidové nanočástice se staly klíčovými nosiči mRNA v moderních vakcínách a léčivých systémech. Přesná identifikace surovin před jejich použitím je zásadní pro zajištění kvality finálního produktu a dodržení zásad GMP. SORS technologie umožňuje neinvazivní ověření obsahu v neprůhledných i průhledných obalech, čímž minimalizuje riziko kontaminace a zkracuje dobu kontroly.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat použití přenosného Ramanova spektrometru Agilent Vaya založeného na SORS k ověření identity lipidových a nelipidových excipientů používaných při přípravě mRNA lipidových nanočástic. Analýza probíhala skrze skleněné i polyethylenové obaly bez nutnosti jejich otevírání.

Použitá metodika a instrumentace

Pro získání spekter byl použit přenosný Vaya Raman spektrometr s vestavěným průvodcem vývoje metod. Klíčové parametry (expozice, počet akvizic) byly automaticky nastaveny podle typu obalu zadaného uživatelem. Před měřením proběhla kvalifikace přístroje (performance qualification). Spektra byla zpracována automatickou korekcí základní linie.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Lipidové excipienty

• Cholesterol: typický pás při 1673 cm–1 (C=C), deformace CH2 a CH3 při 1440 cm–1
• DSPC: PO strečing na 949 cm–1, C=O strečing 1700 cm–1
• DMG-PEG 2000: C=O na 1700 cm–1, charakteristické pásy dlouhých alkylových řetězců

2. Biologické buffery

• Tris: N–H bending v oblasti 1500–1700 cm–1
• HEPES: SO3 strečing na 1046 cm–1
• Citric acid: C=O strečing na 1700 cm–1

3. Organické rozpouštědla

• Methanol: C–O strečing 1035 cm–1
• Ethanol: C–C strečing 882 cm–1, C–O 1050 cm–1, CH3 rocking 1096 cm–1
• Acetonitrile: C–C skeletální vibrace 921 cm–1

4. Kryoprotektanty

• Sucrose: CH2 torze 641 cm–1, C–C strečing 849 cm–1
• Maltose: CH deformace 850 cm–1
• Trehalose: C–O–C deformace 841 cm–1, C–O 910 cm–1, C–C 1122 cm–1, CH2 wagging 1455 cm–1
• Mannitol a sorbitol: in-phase C–C–O strečing 878 cm–1, out-of-phase C–C–O strečing 1050 cm–1

Přínosy a praktické využití metody

Díky umožnění analýzy surovin přímo v karanténní oblasti skladu bez otevírání obalů lze výrazně zkrátit dobu vstupní kontroly, snížit manipulaci se vzorky a omezit riziko kontaminace. Metoda podporuje rychlé a spolehlivé ověření identity surovin v souladu s normami GMP.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření použití SORS při kontrole komplexních biologických přípravků a batch to batch porovnávání. Integrace do automatizovaných výrobních linek a rozšiřování spektroskopických databází povede ke zvýšení efektivity a reproducibility kontroly surovin. Další vývoj instrumentace může zahrnovat vyšší citlivost a vyšší stupeň automatizace zpracování dat.

Závěr

Přenosný Agilent Vaya Raman spektrometr založený na SORS prokázal schopnost rychle a spolehlivě identifikovat klíčové lipidové a nelipidové excipienty pro mRNA LNP přímo skrze obaly. Metoda nabízí efektivní nástroj pro GMP surovinové ověřování a minimalizaci kontroly otevřením obalů.

Reference

1. Bulbake U Doppalapudi S Kommineni N Khan W Liposomal Formulations in Clinical Use An Updated Review Pharmaceutics 2017 9(2) 12 doi 10.3390 pharmaceutics9020012
2. Challener C Excipients Impact Stability in mRNA LNP Formulations Pharmaceutical Technology 2023 47(3) 20–22 32
3. Prullière F Presly O Identifying Raw Materials Inside Containers Using a Handheld Raman Spectrometer Agilent Technologies White Paper 5994-2091EN 2020
4. Czamara K Majzner MZ Pacia K Kochan A Baranska M Raman Spectroscopy of Lipids A Review Journal of Raman Spectroscopy 2015 46(1) 4–20 doi 10.1002 jrs.4607