摘要手持式拉曼光譜儀能夠穿透透明和不透明的包裝容器來鑒別原輔料。本應用簡報展示了使用基于空間位移拉曼光譜 (SORS) 的手持式 Agilent Vaya 拉曼光譜原輔料鑒定驗證系統，穿透透明玻璃和白色不透明聚乙烯容器對 mRNA 脂質納米顆粒 (LNP) 組分進行化學身份驗證和測試。

前言脂質納米顆粒 (LNPs) 對于各種治療藥物至關重要[1]。它們被用作藥物遞送系統，可實現有效的靶向有效載荷遞送。最近，它們已被用作  疫苗的 mRNA 載體。核酸 LNP 制劑通常由脂質和非脂質賦形劑構成。兩種賦形劑類型在疫苗的穩定性、轉染有效性和安全性中起到重要作用[2]。因此，評估LNP 制備中所用原輔料的化學組成和純度至關重要，因為它們直接影響最終產品質量。強制性現行藥品生產質量管理規范原輔料鑒定測試或驗證結合簡化的檢測，可有效解決這一質量控制需求。拉曼光譜現在是鑒定測試的標準技術。拉曼光譜可對原輔料進行現場身份驗證。SORS 是一種專門的技術，可以準確鑒定不透明或透明表面下方的材料，無需打開樣品瓶或容器[3]。在本應用簡報中，使用 Vaya 拉曼光譜系統（基于 SORS 的手持式拉曼光譜儀）分析 mRNA LNP 制備中所用的幾種市售脂質和非脂質賦形劑。Vaya 可以穿透透明和不透明容器鑒定原輔料。

實驗部分三(羥甲基)氨基甲烷 (Tris)、檸檬酸、乙腈、甲醇、乙醇、蔗糖、麥芽糖、海藻糖、甘露醇和山梨醇均來自 Sigma-Aldrich。1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸膽堿 (DSPC)、1,2-二肉豆蔻酰-rac-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000 (DMG-PEG 2000) 和膽固醇由MedChemExpress 提供。所有賦形劑均在各自原始容器中進行分析（納米顆粒組分與相關容器的確切組合見圖 1）。對每種脂質創建身份驗證方法，以展示利用 Vaya 穿透玻璃樣品瓶對 LNP 組分的區分。使用內置方法開發向導開發方法。用戶僅需提供容器類型信息，Vaya 會自動設置所有其他采集參數。在采集 SORS 光譜前進行了性能確認測試。使用每種身份驗證方法生成本應用簡報中提供的光譜數據。自動化基線校正是 Vaya 常規分析方案的組成部分，除此之外，沒有進行額外的數據處理。

結果與討論脂質和非脂質賦形劑的類型脂質賦形劑和非脂質賦形劑（如緩沖液組分和冷凍保護劑）用于基于核酸的 LNP 產品。圖 1 顯示了本研究中所用的四類化學品（脂質、緩沖液、溶劑和糖基冷凍保護劑）及其相應的容器類型。脂質脂質為 LNPs 的結構單元。圖 2 顯示了拉曼光譜的疊加圖，以及 Vaya 如何輕松區分聚乙二醇化、離子和固醇類脂質。拉曼譜帶歸屬確認脂質中存在長烴鏈[4]。1440 cm-1 處的譜帶來自 CH2 和 CH3 的變形振動，而 1673 cm-1 處的譜帶來自膽固醇中存在的 C=C 的伸縮振動。在 DSPC 中，949 cm-1 處的譜帶對應于 PO 伸縮振動。1700 cm-1 處的譜帶來自 DSPC 和DMG-PEG 2000 脂質中的 C=O 伸縮振動。

緩沖液在 LNP 制備期間使用了各種類型的緩沖液。圖 3 顯示了三種生物緩沖液類型的拉曼光譜疊加圖及相應歸屬。基于所有三幅光譜中顯示的不同拉曼譜帶，可以在 LNP 制備之前鑒定這些緩沖液。在 tris 光譜中，1500–1700 cm-1 區域的譜帶與 N-H彎曲相關。對于 HEPES，1046 cm-1 處的譜帶來自 SO3 伸縮振動。在檸檬酸中，1700 cm-1 處的譜帶來自 C=O 伸縮振動。

有機溶劑有機溶劑在 LNP 制備中起重要作用。圖 4 顯示了三種溶劑類型的拉曼光譜疊加圖及相應歸屬。這些溶劑的光譜顯示其譜帶存在明顯差異。甲醇在 1035 cm-1 處的強譜帶對應于 C-O 伸縮振動。乙醇光譜在 882 cm-1 處有一個強譜帶，對應于 C-C伸縮振動，在 1050 和 1096 cm-1 處有兩個小峰，分別對應于C-O 伸縮振動和 CH3 面內搖擺振動。乙腈在 921 cm-1 處有一條強譜帶，表明為 C-C 骨架振動模式。

冷凍保護劑在配制步驟中使用冷凍保護劑延長 mRNA LNP 保質期。各種糖的拉曼光譜及其相應的歸屬如圖 5 所示。疊加圖展示了如何用每種糖的光譜將其與其他糖區分開來。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 伸縮振動的結果。麥芽糖在 850.96 cm-1 處的信號與 CH變形振動相關。海藻糖在 841.25 cm-1（C-O-C 變形振動）、910.63 cm-1（C-O 伸縮振動）、1121.57 cm-1（C-C 伸縮振動）和 1454.82 cm-1（CH2 面外搖擺振動和 C-C 伸縮振動）處出現譜帶。分別在 878 和 1050 cm-1 處發現甘露醇和山梨醇的同相 C-C-O 伸縮振動 (878 cm-1) 和異相 C-C-O 伸縮振動(1050 cm-1)。

結論本應用簡報已經證明，Agilent Vaya 手持式拉曼光譜系統可用于分析和鑒定 mRNA LNP 制劑中所用的脂質和非脂質賦形劑。本文所用的技術可以直接測量不同容器（透明和棕色玻璃瓶以及聚乙烯材質）中的原輔料。借助 Vaya，生物藥物產品的原輔料鑒定測試將易于推行并可直接在倉庫的檢疫區域進行。使用 Vaya 時，無需再進行采樣、無需配備采樣間，也無需再打開一級或二級容器。