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Drug Discovery and Development

The Power of Precision

CGE-LIF方法对mRNA疫苗的纯度分析Purity Analysis of mRNA Vaccine by Using CGE-LIF
高铁，任挺钧，陈泓序
Gao Tie, Ren Tingjun, Chen Hongxu

SCIEX，中国
SCIEX, China

Keywords：mRNA; Vaccine; PA 800 Plus; Capillary Gel

Electrophoresis; LIF

同的凝胶缓冲液，选择合适的分离电压和毛细管温度等参数。从硬
件和软件上SCIEX PA 800 Plus药物分析系统具有如下优势：a) 可优化的凝胶缓冲液成分及浓度：通过改变凝胶大分子的浓度

1. 前言使不同长度的核酸达到最优分离度；

RNA疫苗是具有免疫性、安全性及灵活性的基因疫苗。相比传b) LIF检测器：作为超高灵敏度的检测器，在进行核酸分析时，统疫苗，mRNA疫苗能够刺激免疫系统产生平衡、长效的保护。在其基线更平滑、灵敏度更高，有助于杂质的检测和积分的准确mRNA疫苗的生产过程中，会产生不完整的片段，这部分作为杂质

性；

存在于mRNA疫苗中。因此需要利用有效的分析手段评价mRNA疫苗的纯度。

c) 更准确的积分条件：32 Karat™软件可设置适合的宽度、阈值、肩灵敏度等参数，准确积分还原mRNA疫苗纯度的真实数据；琼脂糖凝胶电泳在分析核酸纯度时，其复杂的人工操作、冗长

d) 适用于核酸样品的样品温控：仪器可设置4-60 ℃样品储存温的分析时间、较差的分离度和不精准的定量等劣势导致该方法逐步度，mRNA疫苗样品在室温储存易变性，保证低温储存环境可被取代。毛细管凝胶电泳是更有效分离核酸的方法，具有分离分析保证mRNA疫苗样品的稳定；

时间短、定量准确、自动化程度高等优势，适用于从几百至上千长
度核酸的分离，可有效用于mRNA疫苗纯度的检测和评价。

Picture 1

SCIEX PA 800 Plus药物分析系统是经典的毛细管电泳仪器（如图1），在mRNA疫苗的纯度分析中，可根据样品的不同长度设计不e) 用于微量样品分析的nanoVial：nanoVial适合微量样品的进样分析，可放置5 μL样品即可完成进样；f) 可选择的仪器参数：仪器可设置1-30 kV的分离电压和15-60 ℃的毛细管温度控制，可根据样品的出峰时间选择合适的分离电压
和毛细管温度。

2. 试剂和方法
2.1. 试剂和样品聚乙烯吡咯烷酮 （PVP, Sigma, PN 437190），10×TBE buffer（Sigma, PN 574795），尿素（Sigma, PN U5378），SYBRTM GreenⅡ RNA Gel Stain（10000 concentrate in DMSO, Thermo, PN S7564），无核酶水（Ambion, PN AM9938）。
mRNA疫苗样品由国内某厂家提供（长度约为4000 bp，浓度为图1. PA 800 Plus药物分析系统（①）匹配LIF检测器（②）和nanoVial（③）。
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1 mg/mL，溶于无核酶水中）。

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2.2. 样品前处理方法
mRNA疫苗样品用无核酶水稀释至0.5 mg/mL；稀释后的样品在65 ℃金属浴中加热5 min后立即放在冰块上降温。移取20 μL至nanoVial（SCIEX, PN 5043467）中。

2.3. 凝胶缓冲液的配置a) 配置30 mL 1×TBE缓冲液：取3 mL 10×TBE缓冲液，添加28 mL
无核酶水；b) 配置含1% PVP和4 M尿素的1×TBE缓冲液：分别称取0.2 g PVP和4.8 g尿素，使用1×TBE缓冲液溶解，充分溶解后定容至20 mL；c) 配置含有染料的凝胶缓冲液：20 mL含1% PVP和4 M尿素的
1×TBE缓冲液添加2 μL 染料（1/100000稀释染料），充分混匀Picture 4作为凝胶缓冲液。

2.4. 仪器及方法
SCIEX PA 800 Plus药物分析系统，匹配激光诱导荧光检测器图3. 检测器条件。

（LIF）。熔融石英毛细管：20/30.2 cm（有效/总长度）， 50 μm 内径；分离条件：-5 kV，30 min；进样条件：-5 kV, 3 s；毛细管温度：25 ℃；样品室温度：8 ℃；LIF检测器激发波长：488 nm，发射波Picture 5

长：520 nm。图2为毛细管活化和分离mRNA疫苗样品的初始条件，
图3为毛细管活化和分离的检测器条件。
新毛细管活化：0.1 mol/L氢氧化钠溶液 50 psi压力下冲洗

Picture 2

图4. 毛细管活化的时间程序。

10 min，无核酶水50 psi 压力下冲洗10 min，凝胶缓冲液70 psi 压力下冲洗10 min。图4为毛细管活化的时间程序。
每针运行间毛细管的冲洗：无核酶水70 psi 压力下冲洗1 min，凝胶缓冲液70 psi 压力下冲洗10 min。图5为分离mRNA疫苗样品的时间程序。

图5. 分离mRNA疫苗样品的时间程序。

3. 结果mRNA疫苗样品在此条件下可检测到主峰及杂质，如图6。在LIF检测器的条件下，基线平整，可检测到很含量较小的核酸片段。经过32 Karat™软件的积分处理，可测得mRNA疫苗样品的纯度
为92.61%。

图2. 初始条件。

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4. 结论
本文利用毛细管凝胶电泳匹配LIF检测器考察了长度约为4000bp的mRNA疫苗样品的纯度，在含有1% PVP、4 M尿素和十万分
之一染料的1×TBE凝胶缓冲液中检测到mRNA疫苗样品的纯度为
92.61%。
在评估不同长度mRNA（1000-5000 bp）的纯度时，可通过改变PVP的浓度优化mRNA疫苗及其片段杂质的分离度和方法的适用
性，也可尝试其它凝胶缓冲液寻求更优的分离条件。同样，可调节的仪器参数也可辅助达到最优的mRNA分离条件。
毛细管凝胶电泳在考察mRNA疫苗的纯度的同时，也可根据对
照品或标准品的迁移时间进行峰的鉴定，进行mRNA疫苗产品的鉴别。是mRNA疫苗研究和产品质控中不可或缺的分析工具。

图6. CGE-LIF法分析mRNA疫苗样品（长度约为4000 bp）纯度的电泳图。

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