하나의 크기가 모든 사람에게 맞지 않습니다.
크기는 백신 전달 시스템에서 중요합니다. 200 nm보다 작은 나노입자는 일반적으로 1 마이크론보다 큰 마이크로입자보다 더 큰 면역원성 반응을 나타냅니다. 이 다소 단순한 진술은 크기가 바이러스와 유사한 입자를 신체에서 바이러스처럼 취급한다는 일반적인 이해에 기초합니다. 신종 코로나바이러스 백신 제조의 경우 SARS-Cov-2와 같은 크기(중앙값 약 90~100나노미터) 정도의 아데노바이러스를 운반체(또는 바이러스 벡터)로 조작해 스파이크 단백질 생산을 촉발한다. 대조적으로, 공개된 문헌은 경구, 비강내 또는 다른 점막 표면을 통해 제공되는 백신의 효과가 더 높은 항원 부하로 인해 나노입자 제제보다 미세 입자 제제를 선호한다는 것을 보여주었습니다. 불순물의 크기도 백신 효능에 상당한 영향을 미칩니다. 요약해서 말하면,
백신 상업 생산
백신 준비의 업스트림 공정에서는 최적화된 감염성과 안정성을 달성하기 위해 신중한 바이러스 특성 분석이 필요합니다. 감염 역가는 샘플에서 세포와 바이러스 부하를 변환할 수 있는 바이러스 입자의 농도를 결정하는 데 사용됩니다. 감염 역가를 측정하기 위한 두 가지 확립된 분석 기술은 다음과 같습니다.
- 바이러스 플라크 분석(VPA)
- 정량적 중합효소 연쇄 반응(qPCR)
두 가지 접근 방식 모두 용액에 존재하는 바이러스의 양을 정량화합니다. 예를 들어, 렌티바이러스에 대한 바이러스 플라크 분석은 mL당 플라크 형성 단위(PFU)의 형태로 결과를 결정하는 데 최대 2주의 배양 시간이 걸립니다. PFU의 계산도 주관적이므로 한 분석가에서 다른 분석가로의 재현성이 낮습니다. 반면에 qPCR은 전체, 부서진 것, 비어 있는 것, 집합체, 감염성 또는 비감염성 바이러스를 구별하지 않습니다. 그것은 단지 상대적인 바이러스 유전자 발현을 결정하고 값을 다시 PFU와 연관시킵니다. 단점은 qPCR은 바이러스 게놈 서열에 대한 사전 지식이 필요하고 비용이 많이 들 수 있으며 코팅되지 않은 RNA 또는 DNA가 샘플에 존재할 수 있지만 코트가 없으면 들어갈 수 없기 때문에 감염성 바이러스가 아닌 게놈 물질의 농도를 분석한다는 것입니다. 세포.
그림 1: 인간 바이러스 벡터 샘플의 측정 결과. 호스트 세포 파편과 응집체 모두의 분포가 표시되는 존재를 확인합니다.
ViewSizer 3000™ 다중 레이저 나노입자 추적 분석 (NTA)의 입자 농도 분석 결과는 qPCR과 유사하게 PFU와 상관관계가 있습니다. 3개의 동시 작동 레이저로 인해 손상되지 않은 바이러스 입자뿐만 아니라 감염성 응집체도 정량화합니다. 그림 1은 백신 제조에 사용되는 바이러스 후보인 인간 바이러스 벡터 샘플의 측정된 크기 분포를 보여줍니다. 더 큰 입자의 상당한 수에 주목하십시오.
애플리케이션 노트 227 다운로드: 다중 레이저 나노입자 추적 분석(NTA)으로 감염 역가 달성
전체 크기 범위를 효과적으로 분석할 수 있는 기능을 통해 ViewSizer 3000은 알려진 감염 역가를 0.9보다 큰 R 2 값으로 총 입자 농도와 성공적으로 연관시킬 수 있어 다중 레이저 NTA 기술이 새롭고 비용 효율적이며 시간이 많이 소요됨을 입증합니다. VPA 및 qPCR에 대한 효율적인 대안.
주문형 웨비나 보기: 바이러스 및 바이러스 유사 입자의 농도 및 크기
그림 2: 전염성 역가 상관관계.
바이러스 및 바이러스 유사 입자(VLP)
바이러스 유사 입자(VLP)는 바이러스를 사용하거나 감염 위험 없이 치료 효과(예: 면역)를 유발하기 위해 관심 바이러스를 모방하는 것을 의미합니다. 그들은 혁신적인 백신에 대한 수많은 조사의 초점이었습니다. VLP의 크기는 일반적으로 수십에서 수백 나노미터 범위인 바이러스의 크기와 유사합니다. ViewSizer 3000 다중 레이저 NTA 기술 외에도 LA-960 레이저 회절 입자 크기 분석기VLP 분석에도 적합합니다. 레이저 회절은 빠르고 일상적인 분석을 가능하게 하는 앙상블 기술입니다. 이 기술은 또한 기본적으로 오염 물질과 같은 더 큰 입자에 더 민감합니다. VLP가 제조되는 방식에 따라 출발 물질의 조각이 VLP 자체보다 더 큰 크기로 샘플에 존재할 가능성이 높습니다. 이것은 물질(예: 에멀젼)이 크거나 넓은 크기 분포로 준비된 다음 최종 제품을 생산하기 위해 크기가 축소될 때 발생합니다. 큰 입자가 남아 있으면 원치 않는 면역 반응을 일으키거나 후속 처리(여과 멸균 등)에서 여과 문제가 발생할 수 있습니다. 바이러스와 VLP를 모두 분석하려면 광범위한 동적 입자 범위를 포괄하는 기술이 필수적입니다.
크기 결과의 예(그림 3 아래)는 3개의 개별 모집단을 보여줍니다. 가장 미세한(가장 작은 입자 크기) 개체군은 VLP 자체입니다. 나머지 집단(직경이 약 1 미크론 이상)은 아직 전단되거나 더 미세한 크기로 밀링되지 않은 출발 물질입니다. LA-960은 다중 모드 보고서를 사용하여 전체 인구에 대한 크기 메트릭과 각 개별 인구에 대한 메트릭을 보고할 수 있습니다.
그림 3: LA-960으로 측정한 VLP 재료의 입자 크기 분포 및 결과. 이 샘플은 세 개의 개별 모집단을 보여줍니다. 가장 미세한(가장 작은 입자 크기) 개체군은 VLP 자체입니다. 나머지 집단(직경이 약 1 미크론 이상)은 아직 전단되거나 더 미세한 크기로 밀링되지 않은 출발 물질입니다.
주문형 웨비나 보기: [메릴랜드 대학교] 백신 접종을 강화하고 면역 반응을 조절하기 위한 제어 방출 저장소의 림프절 내 주입
차세대 백신을 위한 엑소좀
엑소좀으로 알려진 세포외 소포(EV)의 하위 그룹은 다양한 질병의 진단 및 치료에서 점점 더 중요하고 복잡한 역할을 합니다. 그들은 RNA, 지질 및 단백질을 포함한 다양한 핵산을 운반함으로써 유전 물질을 전달하고 세포 간 통신을 담당합니다. 많은 발표된 보고서에 따르면 면역원성 특성은 관련 항원의 양과 상관관계가 있는 것으로 보고되어 잠재적인 백신 개발 기회를 제공합니다.
엑소좀 입자 크기와 농도는 중요한 임상 정보를 제공하므로 특히 면밀히 조사됩니다. 그러나 현재까지 EV 연구는 정제 공정에 대한 표준화가 아직 부족합니다. 또한 측정에 사용된 분석 기술에 의해 제한되었습니다. 그러나 EV는 다양한 크기와 생물 발생을 가진 이질적인 입자 그룹이라는 것은 잘 알려져 있습니다. 처리 후에도 크기 분포가 넓을 것으로 예상됩니다.
주문형 웨비나 보기: 엑소좀: 자연의 생물학적 나노입자의 진단 및 치료 가능성 활용
ViewSizer 3000은 635nm(적색), 520nm(녹색), 445(청색)에서 동시에 작동하는 3개의 레이저와 넓은 동적 범위의 입자를 정확하게 시각화하는 컬러 카메라를 갖추고 있습니다. 이는 다분산 샘플에서 입자 크기를 정확하게 측정하지 못하는 기존 NTA의 일반적인 단점을 극복합니다. ZenBio에서 얻은 Human Preadipocyte (Mesenchymal Stem Cell) Exosomes (100 ug) 샘플은 ViewSizer 3000을 사용하여 측정되었습니다. 결과는 가변 저항 플러그 감지 기술로 검증되었으며 D50 입자 직경이 148 nm이고 총 입자 농도가 5.7 x 10 7 입자/mL.
그림 4: 엑소좀의 입자 크기 및 농도 분포.
애플리케이션 노트 218 다운로드: 엑소좀의 입자 크기 분포 및 농도
결론
바이러스, VLP(보조제 등) 및 엑소좀은 다중 레이저 나노입자 추적 분석(NTA) 기기인 ViewSizer 3000을 사용하여 크기와 농도를 분석할 수 있습니다. 대부분의 샘플은 단일 레이저 NTA를 방해하는 넓은 크기 분포를 보여줍니다. 크기 감소 프로세스와 같이 크기 분포만 필요한 경우 레이저 회절도 유용한 것으로 입증되었습니다.
하나의 크기가 모든 사람에게 맞지 않습니다.
크기는 백신 전달 시스템에서 중요합니다. 200 nm보다 작은 나노입자는 일반적으로 1 마이크론보다 큰 마이크로입자보다 더 큰 면역원성 반응을 나타냅니다. 이 다소 단순한 진술은 크기가 바이러스와 유사한 입자를 신체에서 바이러스처럼 취급한다는 일반적인 이해에 기초합니다. 신종 코로나바이러스 백신 제조의 경우 SARS-Cov-2와 같은 크기(중앙값 약 90~100나노미터) 정도의 아데노바이러스를 운반체(또는 바이러스 벡터)로 조작해 스파이크 단백질 생산을 촉발한다. 대조적으로, 공개된 문헌은 경구, 비강내 또는 다른 점막 표면을 통해 제공되는 백신의 효과가 더 높은 항원 부하로 인해 나노입자 제제보다 미세 입자 제제를 선호한다는 것을 보여주었습니다. 불순물의 크기도 백신 효능에 상당한 영향을 미칩니다. 요약해서 말하면,
백신 상업 생산
백신 준비의 업스트림 공정에서는 최적화된 감염성과 안정성을 달성하기 위해 신중한 바이러스 특성 분석이 필요합니다. 감염 역가는 샘플에서 세포와 바이러스 부하를 변환할 수 있는 바이러스 입자의 농도를 결정하는 데 사용됩니다. 감염 역가를 측정하기 위한 두 가지 확립된 분석 기술은 다음과 같습니다.
두 가지 접근 방식 모두 용액에 존재하는 바이러스의 양을 정량화합니다. 예를 들어, 렌티바이러스에 대한 바이러스 플라크 분석은 mL당 플라크 형성 단위(PFU)의 형태로 결과를 결정하는 데 최대 2주의 배양 시간이 걸립니다. PFU의 계산도 주관적이므로 한 분석가에서 다른 분석가로의 재현성이 낮습니다. 반면에 qPCR은 전체, 부서진 것, 비어 있는 것, 집합체, 감염성 또는 비감염성 바이러스를 구별하지 않습니다. 그것은 단지 상대적인 바이러스 유전자 발현을 결정하고 값을 다시 PFU와 연관시킵니다. 단점은 qPCR은 바이러스 게놈 서열에 대한 사전 지식이 필요하고 비용이 많이 들 수 있으며 코팅되지 않은 RNA 또는 DNA가 샘플에 존재할 수 있지만 코트가 없으면 들어갈 수 없기 때문에 감염성 바이러스가 아닌 게놈 물질의 농도를 분석한다는 것입니다. 세포.
그림 1: 인간 바이러스 벡터 샘플의 측정 결과. 호스트 세포 파편과 응집체 모두의 분포가 표시되는 존재를 확인합니다.
ViewSizer 3000™ 다중 레이저 나노입자 추적 분석 (NTA)의 입자 농도 분석 결과는 qPCR과 유사하게 PFU와 상관관계가 있습니다. 3개의 동시 작동 레이저로 인해 손상되지 않은 바이러스 입자뿐만 아니라 감염성 응집체도 정량화합니다. 그림 1은 백신 제조에 사용되는 바이러스 후보인 인간 바이러스 벡터 샘플의 측정된 크기 분포를 보여줍니다. 더 큰 입자의 상당한 수에 주목하십시오.
애플리케이션 노트 227 다운로드: 다중 레이저 나노입자 추적 분석(NTA)으로 감염 역가 달성
전체 크기 범위를 효과적으로 분석할 수 있는 기능을 통해 ViewSizer 3000은 알려진 감염 역가를 0.9보다 큰 R 2 값으로 총 입자 농도와 성공적으로 연관시킬 수 있어 다중 레이저 NTA 기술이 새롭고 비용 효율적이며 시간이 많이 소요됨을 입증합니다. VPA 및 qPCR에 대한 효율적인 대안.
주문형 웨비나 보기: 바이러스 및 바이러스 유사 입자의 농도 및 크기
그림 2: 전염성 역가 상관관계.
바이러스 및 바이러스 유사 입자(VLP)
바이러스 유사 입자(VLP)는 바이러스를 사용하거나 감염 위험 없이 치료 효과(예: 면역)를 유발하기 위해 관심 바이러스를 모방하는 것을 의미합니다. 그들은 혁신적인 백신에 대한 수많은 조사의 초점이었습니다. VLP의 크기는 일반적으로 수십에서 수백 나노미터 범위인 바이러스의 크기와 유사합니다. ViewSizer 3000 다중 레이저 NTA 기술 외에도 LA-960 레이저 회절 입자 크기 분석기VLP 분석에도 적합합니다. 레이저 회절은 빠르고 일상적인 분석을 가능하게 하는 앙상블 기술입니다. 이 기술은 또한 기본적으로 오염 물질과 같은 더 큰 입자에 더 민감합니다. VLP가 제조되는 방식에 따라 출발 물질의 조각이 VLP 자체보다 더 큰 크기로 샘플에 존재할 가능성이 높습니다. 이것은 물질(예: 에멀젼)이 크거나 넓은 크기 분포로 준비된 다음 최종 제품을 생산하기 위해 크기가 축소될 때 발생합니다. 큰 입자가 남아 있으면 원치 않는 면역 반응을 일으키거나 후속 처리(여과 멸균 등)에서 여과 문제가 발생할 수 있습니다. 바이러스와 VLP를 모두 분석하려면 광범위한 동적 입자 범위를 포괄하는 기술이 필수적입니다.
크기 결과의 예(그림 3 아래)는 3개의 개별 모집단을 보여줍니다. 가장 미세한(가장 작은 입자 크기) 개체군은 VLP 자체입니다. 나머지 집단(직경이 약 1 미크론 이상)은 아직 전단되거나 더 미세한 크기로 밀링되지 않은 출발 물질입니다. LA-960은 다중 모드 보고서를 사용하여 전체 인구에 대한 크기 메트릭과 각 개별 인구에 대한 메트릭을 보고할 수 있습니다.
그림 3: LA-960으로 측정한 VLP 재료의 입자 크기 분포 및 결과. 이 샘플은 세 개의 개별 모집단을 보여줍니다. 가장 미세한(가장 작은 입자 크기) 개체군은 VLP 자체입니다. 나머지 집단(직경이 약 1 미크론 이상)은 아직 전단되거나 더 미세한 크기로 밀링되지 않은 출발 물질입니다.
주문형 웨비나 보기: [메릴랜드 대학교] 백신 접종을 강화하고 면역 반응을 조절하기 위한 제어 방출 저장소의 림프절 내 주입
차세대 백신을 위한 엑소좀
엑소좀으로 알려진 세포외 소포(EV)의 하위 그룹은 다양한 질병의 진단 및 치료에서 점점 더 중요하고 복잡한 역할을 합니다. 그들은 RNA, 지질 및 단백질을 포함한 다양한 핵산을 운반함으로써 유전 물질을 전달하고 세포 간 통신을 담당합니다. 많은 발표된 보고서에 따르면 면역원성 특성은 관련 항원의 양과 상관관계가 있는 것으로 보고되어 잠재적인 백신 개발 기회를 제공합니다.
엑소좀 입자 크기와 농도는 중요한 임상 정보를 제공하므로 특히 면밀히 조사됩니다. 그러나 현재까지 EV 연구는 정제 공정에 대한 표준화가 아직 부족합니다. 또한 측정에 사용된 분석 기술에 의해 제한되었습니다. 그러나 EV는 다양한 크기와 생물 발생을 가진 이질적인 입자 그룹이라는 것은 잘 알려져 있습니다. 처리 후에도 크기 분포가 넓을 것으로 예상됩니다.
주문형 웨비나 보기: 엑소좀: 자연의 생물학적 나노입자의 진단 및 치료 가능성 활용
ViewSizer 3000은 635nm(적색), 520nm(녹색), 445(청색)에서 동시에 작동하는 3개의 레이저와 넓은 동적 범위의 입자를 정확하게 시각화하는 컬러 카메라를 갖추고 있습니다. 이는 다분산 샘플에서 입자 크기를 정확하게 측정하지 못하는 기존 NTA의 일반적인 단점을 극복합니다. ZenBio에서 얻은 Human Preadipocyte (Mesenchymal Stem Cell) Exosomes (100 ug) 샘플은 ViewSizer 3000을 사용하여 측정되었습니다. 결과는 가변 저항 플러그 감지 기술로 검증되었으며 D50 입자 직경이 148 nm이고 총 입자 농도가 5.7 x 10 7 입자/mL.
그림 4: 엑소좀의 입자 크기 및 농도 분포.
애플리케이션 노트 218 다운로드: 엑소좀의 입자 크기 분포 및 농도
결론
바이러스, VLP(보조제 등) 및 엑소좀은 다중 레이저 나노입자 추적 분석(NTA) 기기인 ViewSizer 3000을 사용하여 크기와 농도를 분석할 수 있습니다. 대부분의 샘플은 단일 레이저 NTA를 방해하는 넓은 크기 분포를 보여줍니다. 크기 감소 프로세스와 같이 크기 분포만 필요한 경우 레이저 회절도 유용한 것으로 입증되었습니다.