评估疫苗产品的颗粒大小是生物制药产品开发中最关键的组成部分之一。疫苗制剂中颗粒的大小、形状和性质是影响疫苗制品免疫原性和稳定性的重要参数。颗粒污染物可引起不适当的免疫原性反应，对患者安全构成重要威胁。因此，必须用足够灵敏和准确的方法进行颗粒表征。虽然疫苗输送系统中的颗粒具有广泛的物理化学性质，但研究最多的参数之一是颗粒大小。测量颗粒大小是至关重要的，因为大小可以在疫苗配方开发的不同方面发挥重要作用，如免疫原性、纳米颗粒递送系统的几何形状、抗原呈递细胞(APCs)有效摄取抗原的合适佐剂的选择、抗原到靶淋巴组织的运输、蛋白质聚集和溶剂介质稳定性等。    

法国药企龙头赛诺菲公司的疫苗CMC（化学成份生产及控制）部门通过评估代表三个案例研究的三种不同类型的疫苗配方，对基于集合的传统动态光散射(DLS)技术和基于可调电阻脉冲传感(TRPS)的新兴技术进行了比较评估，以评估颗粒大小的潜力。

采用DLS和TRPS对内部生产的外膜泡（dOMV）疫苗进行了研究，比较了两种不同技术在OMV尺寸表征方面的可变性。Zetasizer和Zetatrac的DLS数据分别见图3a和b，图3c为TRPS数据。DLS技术报告的尺寸与Zetasizer和Zetatrac仪器分别测量的直径117 nm和132 nm。然而，TRPS测量显示粒径分布（PSD）范围为73至204 nm，平均种群直径为87 nm(图3c)。这两种技术之间的差异可能是由于测量的原理不同所导致。事实上，DLS方法测量的水动力直径包括颗粒的大小及其周围的水动力边界层，这可能导致对颗粒大小的高估，而TRPS分析涉及颗粒通过带电孔隙时直接测量的真实粒径。

图3

图3来自a) Zetatrac、b) Zetasizer和c) Exoid的dOMV DS的PSD 数据。Zetatrac和Zetasizer的粒径分布呈单峰型，分别为116 nm和132 nm。用TRPS观察到的颗粒直径较小，为87 nm。

对病毒候选疫苗的PSD进行分析。图4a和b分别显示了Zetasizer和Zetatrac对病毒颗粒的大小分布概况，图4c显示了Exoid对TRPS测量的大小分布。DLS的百分比体积(% vol) PSD数据显示出多模态分布，其中大多数病毒粒子群在200-500 nm范围内，以及大于1 μ m的聚集体较少。之所以有这么大的范围，是因为病毒颗粒的形状不规则。Exoid测量中也有类似的观察结果，其中大部分粒子群在400-500 nm左右，还有较小的聚集子群在1000-2000 nm范围内。虽然两种技术都能检测到总体种群，但TRPS比DLS更能确定这些总体的大小。散点图(图4d)中的每一个单独的点都代表了通过孔隙的每一个颗粒，在这个范围内颗粒的分布更容易被观察到。

图4

图4 a) Zetatrac、b) Zetasizer和c) Exoid中病毒颗粒配方的PSD数据。Zetatrac和Zetasizer的DLS分布呈多模态分布，表明该配方具有高度的多分散性。三种技术均可观察到约400 nm大小的病毒颗粒以及大量的聚集体。

DLS和TRPS在该病毒疫苗制剂稳定性评估中的比较评价。数据表明，颗粒大小在250-500 nm之间变化，在不同技术之间具有可比性。

图5

图5 DLS和TRPS技术对候选病毒疫苗稳定性的比较分析。

结论

尽管DLS和TRPS技术都可以有效地提供尺寸估计，但每种技术都有一些局限性。在DLS测量中，在混合种群的多分散样本中存在可能的大小高估和大小平均的风险，光散射技术通过测量运动粒子的光散射，是测量1 ~ 1000 nm尺寸范围内粒子的一种高效、灵敏的技术。然而，随着颗粒粒径的不断增大，其动力学活性受到影响，进而影响DLS对粒径的影响。因此，可以检测到大尺寸的颗粒/聚集体，但在分辨率方面可能不那么有效。在我们的第三个案例研究中可以看到，与DLS相比，单粒子TRPS技术提供了更好的大聚集体分辨率。

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