摘要：mRNA技术在新冠疫情期间取得了显著进展，成为疫苗研发的关键方向。其独特优势包括高效的蛋白质表达和快速的研发周期，使其在传染病防控和癌症治疗等领域展现出巨大潜力。
mRNA技术在新冠疫情期间取得了显著进展，成为疫苗研发的关键方向。其独特优势包括高效的蛋白质表达和快速的研发周期，使其在传染病防控和癌症治疗等领域展现出巨大潜力。
然而，如何确保mRNA产品的稳定性仍是一个严重挑战，影响其有效性和全球可及性。研究表明，通过优化mRNA结构、筛选合适的辅料和改进生产工艺，同时加强稳定性研究并进行高效质控，可以显著提高mRNA的稳定性，从而增强其在疫苗和治疗中的应用效果。
LabChip微流控毛细管电泳分析系统以其高灵敏度和高通量的特点，为mRNA的稳定性评估带来了革命性的变革。本文研究利用LabChip® GXII Touch™系统，对mRNA在溶液和冻干制剂中的稳定性和降解机制进行了深入研究，并展示了该系统如何用于分析封装在脂质纳米颗粒 (LNP) 中的mRNA。
图1：LabChip微流控毛细管电泳分析系统
应用场景
溶液与冻干制剂：LabChip GXII Touch系统适用于溶液和冻干制剂中的mRNA，为mRNA的多种形式样品提供纯度和稳定性评估。
mRNA-LNP：系统还能分析封装在LNP中的mRNA，对于理解和改进mRNA-LNP样品的制备非常重要。
实验流程揭秘
mRNA制备：使用限制性内切酶AscII线性化后的质粒pKT305为DNA模板，通过体外转录(IVT)制备mRNA。
mRNA溶液及制剂准备：将mRNA稀释至15 μg/mL，制备溶液制剂；同时，在台式冷冻干燥机中将溶液制剂冻干，制备冻干制剂。
mRNA-LNP制备：使用纳米药物制备系统制备含有脂质纳米颗粒的mRNA，用于LabChip分析的mRNA-LNP样品制备根据表1进行优化。
稳定性测试：将溶液和冻干制剂在20°C或50°C下孵育12小时，每2小时取样一次，分析降解情况。
分析方法：使用LabChip GXII Touch系统，通过电泳图分析mRNA的主峰面积和降解产物弥散条带的积分面积。
图2：mRNA稳定性研究流程图
表1：mRNA-LNP样品制备条件优化
技术与数据讨论亮点
微流控电泳技术：相较于HPLC等方法，分析通量更高，速度更快，精度、分辨率和灵敏度也更高。
高灵敏度检测：LabChip GXII Touch系统能够分析低至15 ng/μL的mRNA制剂，精确监测50-90%降解动力学。
高通量分析：每次运行可分析多达96甚至192个样品，无需人工操作，大幅提升研究效率
降解曲线：通过监测主mRNA峰的面积百分比，系统能够揭示溶液和冻干制剂的降解曲线。在50°C下，mRNA溶液和冻干制剂的降解程度明显高于20°C。此外，冻干制剂在50°C下的降解尤为严重，表明去除水分并不能减少降解。
图3：冻干样品在50°C下孵育2小时（蓝色）和12小时（红色）后的电泳图谱（A）；从电泳图生成相应的凝胶图像（B）
图4：LabChip软件分析的mRNA降解曲线，溶液（A）和冻干制剂（B）（n=3，误差线是平均值的标准误差）。
mRNA-LNP样品分析：通过添加表面活性剂和甲酰胺，破坏脂质和mRNA之间的相互作用，优化mRNA-LNP样品处理过程，以实现mRNA的有效解离并降低对其质量的影响，并展示了LabChip如何用于分析封装在LNP中的mRNA。
图5：样品制备过程中不加热（A），70 °C加热2分钟（B）和70 °C 加热10分钟（C）时mRNA-LNP样品的电泳图。
结论与展望
这项研究不仅展示了LabChip GXII Touch系统在评估低浓度mRNA制剂稳定性方面的高灵敏度和高通量能力，还深入探讨了mRNA-LNP的样品制备步骤，为获得高质量的电泳图谱提供了实践指导，对于理解和改进mRNA-LNP样品的制备非常重要。随着mRNA技术的应用范围不断扩大，LabChip GXII Touch系统将成为开发和制造新型mRNA产品的重要工具。它的快速、可靠分析能力，将为预防和治疗更多疾病的mRNA产品开发提供有力支持。
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来源：爱讲历史的张燕
