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毛细管电泳在mRNA疫苗研究中的质控应用指南
更新时间:2022-07-18      阅读:950

mRNA,中文译名“信使核糖核酸",是由DNA的一条链作为模板转录而来的、携带遗传信息能指导蛋白质合成的一类单链核糖核酸。以细胞中基因为模板,依据碱基互补配对原则转录生成mRNA后,mRNA就含有与DNA分子中某些功能片段相对应的碱基序列,作为蛋白质生物合成的直接模板。


mRNA 作为基因和蛋白质之间的重要桥梁,科学家对其的研究也一直没有停歇。而mRNA 疫苗作为药物,在近几年抗击xinguan的征程中更是大放异彩,辉瑞-BioNTech,莫德纳先后推出xinguan疫苗,国内众多医药公司,例如沃森生物-艾博生物,斯微生物等也纷纷做出了不少成绩。




质控重要性

1.mRNA疫苗的质控是为了确保研发的成品有效性,安全性和可靠性
2.从早期研发到生产中,原材料,加工流程以及配方辅料等都有可能会发生变化,因此更需要可靠的质控方法来确保成品的质量
3.如果不能及时发现质量问题,导致严重的临床试验结果,会对消费者(患者)产生重大的安全隐患,会影响药物的审批
4.不合格的样品可能会导致
①不正确的PCR 扩增
②质粒线性化不佳
③低质量的转录反应
④RNA产物中存在DNA残留
⑤降解的RNA


mRNA疫苗质控的指导原则
我国在2020年颁布的《xinguan病毒预防用mRNA疫苗药学研究技术指导原则(试行)》和2022年3月美国药典USP颁布的《Analytical Procedures for mRNA Vaccine Quality》  上都明确指出了mRNA疫苗质控的要求和基本解决方案,科学家们可以作为参考。



表 1 mRNA疫苗质控指标和方法(参考:《Analytical Procedures for mRNA Vaccine Quality》)



毛细管电泳在mRNA疫苗质控的应用
接下来,鲁大师就参考这两份重要指导原则给大家介绍毛细管电泳法进行mRNA疫苗质控的方法。

DNA模板质控
检测时间点:模板PCR扩增后

检测目的:
1.检测PCR产物浓度和片段长度,检测我们的目的DNA是否已经被扩增
2.检测是否有盐粒子污染

评判依据:
成功的PCR显示为单峰,如果模板降解这会显示多峰。
若基线不平整或者有钉子峰表示存在高盐离子,若盐粒子浓度高达100-200nM,会抑制mRNA 转录。



图 1 正确的模板示意图:如黑色峰图显示质粒DNA,有插入片段峰,且长度在预期范围。


RNA体外转录IVT 质控
检测时间点:体外转录纯化后
检测目的:检测目的mRNA 转录是否成功,没有发生降解;是否有模板DNA残留
评判依据:mRNA和DNA 片段大小不同


1.模板残留



2.mRNA完整性



图 2 出现杂峰多峰表明RNA 发生降解


质控仪器和产品

看到这里屏幕前的你一定很好奇,什么样的仪器适合做毛细管电泳来做mRNA疫苗质控呢? 在这个领域,安捷伦是当之无愧的king。美国更是直接把安捷伦的毛细管电泳写进了这次的mRNA疫苗指南,一整个的大安利。 而安捷伦的仪器也是陪伴着辉瑞疫苗从研发到生产的全过程。



安捷伦有两款毛细管电泳仪器,都非常适合!
1.芯片式毛细管电泳-------安捷伦2100生物分析仪
2.阵列式毛细管电泳-------安捷伦片段化分析仪(5200,5300和5400)



配套试剂

货号产品名配套试剂特点
5067-1511RNA 6000 Nano 试剂盒2100生物分析仪用于对浓度介于 25–500 ng/µL 之间的总RNA和 mRNA 样品进行分析与定量
5067-1513RNA 6000 Pico 试剂盒2100生物分析仪高灵敏度RNA分析,用于浓度低至 50 pg/µL总RNA或 250 pg/µL mRNA的低丰度 RNA 样品分析
DNF-471-0500RNA 试剂盒 (15NT)片段化分析仪用于定性和定量分析 200 至 6000 nt 的总RNA。包括运行500个样品所需的试剂
DNF-472-0500HS RNA 试剂盒 (15NT)片段化分析仪用于定性和定量分析低浓度下 200 至 6000 nt 的总 RNA。包括运行500个样品所需的试剂



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