随着 mRNA 新冠疫苗的巨大成功，越来越多的科研人员正在致力于 mRNA 的研究，为了将mRNA 稳定高效的递送到细胞内发挥其作用，大多数研究是将 mRNA 封装在脂质纳米颗粒（LNP）中，为此，急需一款实验室规模的系统来进行 mRNA 等核酸药物的研发及临床研究。为了满足这一需求，最近 KNAUER 推出了一款专用于研发及临床研究的设备——IJM NanoScaler

KNAUER IJM NanoScaler – 用于 LNP 配方的研究和开发

传统疗法一般是在实验室或工厂中生产原料药（有效成分），通过有效成分进行疾病治疗。而 mRNA 等核酸药物则颠覆了这个概念。mRNA 等核酸药物能够指导人体内的核糖体合成具有治疗作用的蛋白质， 从本质上讲，mRNA 疫苗将人体细胞变成了生产工厂。所需药物（蛋白质）的“配方”通过 mRNA 进行传递，由细胞的核糖体翻译成蛋白质。

“这是一种全新的、令人难以置信的、令人兴奋的方法。事实上，我甚至可以说它有可能彻底改变医学。mRNA 疫苗的改良速度比传统疫苗快得多；即使是现在，仍在继续更新现有的COVID-19 疫苗，以赋予新的冠状病毒变种更好的免疫力。但 mRNA 的潜力不仅仅限于此次新冠疫情，甚至不只限于传染病疫苗。大量的研究是在布局生产各种难以治疗疾病药物的管线，例如肿瘤、艾滋病毒、狂犬病和疟疾等等。并且 mRNA 药物还可以让我们更快接近个性化治疗时代。在这个时代，可以根据患者自身疾病情况有针对性地定制治疗方案。” Paul Pietsch 说到，Paul Pietsch 是 KNAUER 公司 LNP 生产设备工程解决方案主管。该团队帮助客户使用 LNP 系统以满足客户的需求，并为客户提供支持和改进。

Paul Pietsch ，KNAUER LNP 制备设备工程解决方案主管

携手抗击疫情

在新冠疫情之前，mRNA 技术通常仅限于小规模的临床试验。然而，随着 COVID-19 的到来，需要迅速扩大生产规模，KNAUER 为全球 mRNA 疫苗企业提供了规模化生产的设备，解决了 mRNA 疫苗大规模生产的瓶颈。

KNAUER 拥有 60 年的科研设备开发和生产经验，主要擅长在液相色谱及配套设备领域。KNAUER 高精度的 BlueShadow80P 泵及液体处理系统可确保在高流速高压的状态下保证有效的 LNP 制备。

“在新冠疫情爆发后不久，我们收到了一个神秘客户的请求，他对我们的泵技术很感兴趣。我们兴奋地发现，客户是 mRNA 技术的先驱，现在是世界上主要的疫苗生产商之一。客户需要我们帮助克服纳米颗粒 (LNP) 封装的瓶颈。我们在这个项目上进行了密切合作，最终我们的混合器装置被用于 COVID-19 疫苗的 LNP 制剂生产。“ KNAUER 首席执行官 Alexandra Knauer 说到。

Alexandra Knauer 在 IJM 装置前，该设备用于 COVID-19 疫苗的 LNP 制剂生产

封装必要性

mRNA 是一个极其脆弱的分子，在没有保护的情况下很容易降解。由于它的结构包含了产生治疗效果所需蛋白质的指令信息，所以保持它的完整是非常重要的。LNP 可保护 mRNA 不被核酸酶降解， mRNA 可以通过内吞作用进入细胞。简单地说，没有LNP 封装，mRNA 疗法就不起作用。由于封装是如此重要，工艺中使用的参数必须精确，以确保高效率和均匀的颗粒大小分布。事实上，实现这些目标所需的条件取决于特定的脂质组成和所使用的 mRNA 链。同样值得注意的是，使用脂类也显示出靶向治疗的希望，脂类可以被修饰;例如，有利于细胞内吞的脂质可以用于靶向癌症治疗。

KNAUER IJM 系统使用 KNAUER 高精度泵将 mRNA 水溶液和脂质体乙醇溶液在混合器内进行自组装形成 LNP。这种纳米颗粒结构增加了 mRNA 在生理体液中的稳定性，并保护 mRNA 免受核酸酶降解。

研究可行性

Paul Pietsch 指出：KNAUER IJM 系统在 mRNA 新冠疫苗的大规模生产中表现出色，但实验室及临床使用方面呢？对于开发新的 mRNA 药物的研究人员来说，市面上目前 KNAUER 还没有合适的设备进行小规模制备，因此我们推出了用于研发的新台式 IJM 系统—— IJM NanoScaler ，适用于实验室及临床前研究，该系统非常紧凑，可放在实验室的台面上，该仪器也符合 GMP 相关要求，可生产几毫升到数百毫升 mRNA 药物。

IJM NanoScaler 配备五个规格混合器，可供研发阶段的条件摸索及方法转移放大，测试不同的工艺参数及配方，确定合适的参数，就可以使用我们的中试及生产规模的混合器装置（IJM）轻松放大以进行 GMP 阶段生产。

目前，对于 mRNA 生物制药的热门话题，有大量资金投入该领域。正因如此，许多研究机构都在布局 mRNA 药物研究。他们希望在工作中使用前沿的制备技术，当然包括我们经过验证过的 IJM 技术！因此，KNAUER 创建实验室及临床阶段使用的 IJM NanoScaler，这使得研究人员更容易进入 LNP 配方的研发阶段。

IJM NanoScaler 旨在使研发阶段 LNP 的组装更加低成本、简单、快速，该系统可制备毫升级别的 mRNA 药物。可用来筛选 LNP 制备条件和临床规模生产，继而使用中试级别或生产级别IJM系统将其生产规模放大到 g 级。

大规模生产之前在 IJM NanoScaler 系统上测试配方和混合条件，不仅可以快速的摸索合适的工艺参数，更加节省资金。KNAUER 提供从临床前到 GMP 生产规模的全系列 LNP 制备设备，可实现基于脂质纳米粒的mRNA 制剂的可重复和可放大生产。

Paul Pietsch 最后说到，“我希望 mRNA 疗法能彻底改变医学——从个性化药物到治疗顽固性疾病，比如肿瘤。到目前为止，KNAUER 对于能够在这场革命中发挥作用感到非常兴奋，同样兴奋的是，我们新的实验室规模的制备新型脂质纳米颗粒配方的系统为 mRNA 疗法进一步的发展提供了动力。制药业的未来就在这里。”

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领域：核酸药物,生物制药/仿制药