評估疫苗產品的顆粒大小是生物制藥產品開發中最關鍵的組成部分之一。疫苗制劑中顆粒的大小、形狀和性質是影響疫苗制品免疫原性和穩定性的重要參數。顆粒污染物可引起不適當的免疫原性反應，對患者安全構成重要威脅。因此，必須用足夠靈敏和準確的方法進行顆粒表征。雖然疫苗輸送系統中的顆粒具有廣泛的物理化學性質，但研究最多的參數之一是顆粒大小。測量顆粒大小是至關重要的，因為大小可以在疫苗配方開發的不同方面發揮重要作用，如免疫原性、納米顆粒遞送系統的幾何形狀、抗原呈遞細胞(APCs)有效攝取抗原的合適佐劑的選擇、抗原到靶淋巴組織的運輸、蛋白質聚集和溶劑介質穩定性等。
 
法國藥企龍頭賽諾菲公司的疫苗CMC（化學成份生產及控制）部門通過評估代表三個案例研究的三種不同類型的疫苗配方，對基于集合的傳統動態光散射(DLS)技術和基于可調電阻脈沖傳感(TRPS)的新興技術進行了比較評估，以評估顆粒大小的潛力。

采用DLS和TRPS對內部生產的外膜泡（dOMV）疫苗進行了研究，比較了兩種不同技術在OMV尺寸表征方面的可變性。Zetasizer和Zetatrac的DLS數據分別見圖3a和b，圖3c為TRPS數據。DLS技術報告的尺寸與Zetasizer和Zetatrac儀器分別測量的直徑117 nm和132 nm。然而，TRPS測量顯示粒徑分布（PSD）范圍為73至204 nm，平均種群直徑為87 nm(圖3c)。這兩種技術之間的差異可能是由于測量的原理不同所導致。事實上，DLS方法測量的水動力直徑包括顆粒的大小及其周圍的水動力邊界層，這可能導致對顆粒大小的高估，而TRPS分析涉及顆粒通過帶電孔隙時直接測量的真實粒徑。

圖3

圖3來自a) Zetatrac、b) Zetasizer和c) Exoid的dOMV DS的PSD 數據。Zetatrac和Zetasizer的粒徑分布呈單峰型，分別為116 nm和132 nm。用TRPS觀察到的顆粒直徑較小，為87 nm。

對病毒候選疫苗的PSD進行分析。圖4a和b分別顯示了Zetasizer和Zetatrac對病毒顆粒的大小分布概況，圖4c顯示了Exoid對TRPS測量的大小分布。DLS的百分比體積(% vol) PSD數據顯示出多模態分布，其中大多數病毒粒子群在200-500 nm范圍內，以及大于1 μ m的聚集體較少。之所以有這么大的范圍，是因為病毒顆粒的形狀不規則。Exoid測量中也有類似的觀察結果，其中大部分粒子群在400-500 nm左右，還有較小的聚集子群在1000-2000 nm范圍內。雖然兩種技術都能檢測到總體種群，但TRPS比DLS更能確定這些總體的大小。散點圖(圖4d)中的每一個單獨的點都代表了通過孔隙的每一個顆粒，在這個范圍內顆粒的分布更容易被觀察到。

圖4

圖4 a) Zetatrac、b) Zetasizer和c) Exoid中病毒顆粒配方的PSD數據。Zetatrac和Zetasizer的DLS分布呈多模態分布，表明該配方具有高度的多分散性。三種技術均可觀察到約400 nm大小的病毒顆粒以及大量的聚集體。

DLS和TRPS在該病毒疫苗制劑穩定性評估中的比較評價。數據表明，顆粒大小在250-500 nm之間變化，在不同技術之間具有可比性。

圖5

圖5 DLS和TRPS技術對候選病毒疫苗穩定性的比較分析。

結論

盡管DLS和TRPS技術都可以有效地提供尺寸估計，但每種技術都有一些局限性。在DLS測量中，在混合種群的多分散樣本中存在可能的大小高估和大小平均的風險，光散射技術通過測量運動粒子的光散射，是測量1 ~ 1000 nm尺寸范圍內粒子的一種高效、靈敏的技術。然而，隨著顆粒粒徑的不斷增大，其動力學活性受到影響，進而影響DLS對粒徑的影響。因此，可以檢測到大尺寸的顆粒/聚集體，但在分辨率方面可能不那么有效。在我們的第三個案例研究中可以看到，與DLS相比，單粒子TRPS技術提供了更好的大聚集體分辨率。

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