腺相关病毒载体(AAV)用于递送治疗性基因。它们由约 3.7 Mda 的蛋白质衣壳组成,包含最多约 5 千碱基的基因组。我们对AAV的几个关键质量属性(CQA)进行了评估,包括DNA和蛋白质组分。聚集是需要控制的CQA之一,因为AAV容易聚集,并且受冻融的影响很大。此外,另一个重要因素是空壳比的存在,它们被认为是杂质,会对治疗产品的疗效和安全性产生不利影响。因此,准确评估完整/空壳比对保证产品质量至关重要。
通常情况下,人们使用分析超速离心法来测定 AAV 的完整/空壳比。该技术具有可重现性,但需要大量样品,且在GMP环境下实施具有挑战性。另一种选择是尺寸排除色谱法与多角度光散射(SEC-MALS)相结合。SEC-MALS 具有几个优点,包括无需样品制备,从而显著提高了通量。此外,基因组和衣壳的摩尔质量信息,以及它们的颗粒浓度,都可以与完整/空壳比一起确定。在本应用中,我们强调了 Biozen dSEC-7 色谱柱除了能够可靠地从两种 AAV 血清型中分离单体和聚集体,还可以结合 SEC-MALS,准确测定样品中的衣壳和 DNA 摩尔质量、颗粒浓度以及完整 AAV 百分比。
色谱条件
色谱柱:Biozen 3 μm dSEC-7
规格:300 x 4.6 mm
货号:00H-4789-E0
流动相:20 mM 磷酸盐缓冲液 + 350 mM 氯化钾 pH 6.6
流速:0.35 mL/min (Isocratic)
进样量:25 μL
温度:25 ℃
LC 系统:Agilent 1260 Infinity II Bio-Inert LC System
检测器:MALS, RI, and UV @ 260 nm, 280 nm
AAV5 血清型的总摩尔质量,以及结合蛋白质和基因组在其中的占比,被确定为 4.69 MDa(图 1)。在 260 和 280 nm 波长下,测定蛋白质衣壳和 DNA 的消光系数。实验测定值与理论值接近,表明 AAV5 样品的组装是正确的(表 1)。根据这些值,计算出 AAV5 血清型样品的完整/空壳比为 0.94,表明分析样品的衣壳填充率为 94%。与 AAV5 样品中观察到的现象类似,AAV8 样品的聚集体和单体也能够被很好的分离(图 2)。经过评估和测定后,总摩尔质量以及结合蛋白质和 DNA 摩尔质量的占比,被确定为 4.53 MDa。测定了该样品的两个消光系数,实验值与理论值相当(表 2)。AAV8 样品的完整/空壳比为 0.82,表明该样品的衣壳填充率为 82%。
分析物 | 总分子量(MDa) | 衣壳分子量 (MDa) | 核酸分子量(MDa) | 总(粒子/mL) | 完整/空衣壳比 |
AAV5-Empty | 3.85 | 3.85 | - | 1.82E+13 | - |
AAV5-CMV-GFP | 4.69 | 3.75 | 0.95 | 1.38E+13 | 0.94 |
图 1. AAV5 空衣壳(上)和完整衣壳(下)的摩尔质量测定
表 1. AAV5 在 260 nm 和 280 nm 波长下的消光系数比较
波长 | 蛋白质消光系数 | DNA 消光系数 | ||
理论 | 实验 | 理论 | 实验 | |
260 nm | 1.30 | 1.26 | 24.00 | 23.51 |
280 nm | 2.10 | 2.15 | 14.60 | 14.08 |
分析物 | 总分子量(MDa) | 衣壳分子量(MDa) | 核酸分子量(MDa) | 总(粒子/mL) | 完整/空衣壳比 |
AAV8-Empty | 3.94 | 3.94 | - | 2.25E+13 | - |
AAV8-CMV-GFP | 4.53 | 3.72 | 0.81 | 9.69E+13 | 0.82 |
图 2. AAV8 空衣壳(上)和 AAV5 完整衣壳(下)的摩尔质量测定
表 2. AAV8 在 260 nm 和 280 nm 波长下的消光系数比较
波长 | 蛋白质消光系数 | DNA 消光系数 | ||
理论 | 实验 | 理论 | 实验 | |
260 nm | 1.30 | 1.38 | 24.00 | 25.62 |
280 nm | 2.10 | 2.14 | 14.60 | 14.51 |
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