Tracking Aggregation of Virus-Like Particles Using Dynamic Light Scattering
JoVE Encyclopedia of Experiments
علم الأحياء الدقيقة
0 مشاهدات • 2:14 د • July 31st, 2026
Start with a cuvette containing a purified, monodisperse suspension of virus-like particles in a buffer.
These particles contain the capsid, the protein shell of a virus, but they lack genetic material, making them non-infectious.
Place the cuvette in a dynamic light scattering (DLS) instrument that has been preheated to a target temperature.
Allow the sample to equilibrate briefly, then begin the measurements.
Heating causes the capsid proteins to denature. This structural change exposes hydrophobic regions that promote particle clustering and aggregation.
DLS directs a laser beam through the suspension and measures fluctuations in the scattered light caused by particle motion.
Smaller particles move faster and produce rapid fluctuations in the scattered light, while larger aggregates move more slowly and cause slower fluctuations.
DLS analyzes these fluctuations at regular intervals to track the particle aggregation in real time.
Create a new size standard operating procedure in the DLS instrument software as detailed in the text protocol. Select the run arrow within the software to open and name a new sample and allow the instrument to reach the temperature equilibrium.
Transfer the VLP suspension to a small volume quartz cuvette, avoid bubbles, and pipette slowly against the wall of the cuvette. After the instrument has reached temperature equilibrium, insert the cuvette into the sample chamber. After waiting 10 seconds for the sample temperature to equilibrate, start the run and simultaneously start a timer.
Stop the timer at the end of the first measurement. Take this time as the first time point. Obtain subsequent time points from the measurement times recorded by the software.
نظرة عامة
تقدم هذه المقالة بروتوكولاً مخبرياً لتقييم السلامة الهيكلية للقفيصات الفيروسية من خلال مراقبة التجمع الناجم عن الحرارة للجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLPs) باستخدام تشتت الضوء الديناميكي (DLS). تتيح هذه الطريقة تتبع تجمع الجسيمات في الوقت الفعلي نتيجة لمسخ البروتين، مما يوفر رؤى حول استقرار القفيصة تحت الإجهاد الحراري.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلوم
- علم الفيروسات
- الفيزياء الحيوية
- كيمياء البروتين
خلفية علمية
- تعد القفيصات الفيروسية أغلفة بروتينية تحمي المادة الوراثية للفيروسات.
- تحاكي الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLPs) بنية الفيروسات ولكنها تفتقر إلى المادة الوراثية، مما يجعلها غير معدية.
- تعتبر استقرارية القفيصة أمرًا بالغ الأهمية لتطوير اللقاحات وتطبيقات النواقل الفيروسية.
- يعد تشتت الضوء الديناميكي (DLS) تقنية تستخدم لقياس حجم الجسيمات وتجمعها في المحلول.
الغرض من الدراسة
- توفير طريقة بديلة في المختبر لتحديد السلامة الهيكلية للقفيصة الفيروسية.
- مراقبة التجمع الناجم عن الحرارة للجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLPs) كدليل على استقرار القفيصة.
- توضيح استخدام تشتت الضوء الديناميكي (DLS) للتتبع اللحظي لتجمع الجسيمات.
الطرق المستخدمة
- تحضير معلق منقى وأحادي التشتت من VLPs في محلول منظم.
- تحميل العينة في جهاز DLS مسخن مسبقاً والسماح بتوازن درجة الحرارة.
- قياس التغيرات في حجم الجسيمات بمرور الوقت أثناء تسخين العينة.
- تحليل تقلبات تشتت الضوء للكشف عن حالات التجمع.
النتائج الرئيسية
- يؤدي التسخين إلى تغيير طبيعة بروتينات القفيصة، مما يكشف عن المناطق الكارهة للماء ويحفز التجمع.
- يكشف تشتت الضوء الديناميكي (DLS) عن الزيادات في حجم الجسيمات المقابلة لعمليات التجمع.
- يتيح جمع البيانات في الوقت الفعلي تتبعاً دقيقاً لحركية التجمع.
- يوفر البروتوكول نقاطاً زمنية قابلة للتكرار لبداية التجمع وتطوره.
الاستنتاجات
- يُعد تشتت الضوء الديناميكي (DLS) أداة فعالة لمراقبة السلامة الهيكلية للقفيصة الفيروسية في المختبر.
- تتيح هذه الطريقة تقييماً سريعاً وفي الوقت الفعلي لاستقرار القفيصة تحت الإجهاد الحراري.
- يمكن تطبيق هذا النهج في دراسات مراقبة الجودة والصياغة للمنتجات القائمة على الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLP).
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
يتيح تشتت الضوء الديناميكي (DLS) تقييماً كمياً وفي الوقت الفعلي لتجمع الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLP)، مما يوفر معلومات مباشرة حول استقرار القفيصة ومتانة التركيبة في المراحل المبكرة من البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية. يدعم هذا النهج الثقة التنبؤية في السلامة الهيكلية للعلاجات واللقاحات القائمة على الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLP)، مما يقلل من المخاطر عند نقاط التحول الحرجة في مرحلتي الاكتشاف وما قبل السريرية. كما يؤدي دمج تتبع التجمع القائم على DLS إلى تعزيز عملية اتخاذ القرار بشأن مجموعة المنتجات من خلال توفير بيانات قابلة للتنفيذ حول استقرار المرشحات تحت ظروف الإجهاد.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يسمح بالاستقصاء المباشر لاستقرار قفيصة الـ VLP تحت إجهاد حراري محدد.
- يدعم تقليل المخاطر الميكانيكية من خلال قياس حركية التجمع المرتبطة بمسخ البروتين.
- يوفر تحققًا وظيفيًا من سلامة القفيصة، مما يساهم في اختيار الأهداف وفرزها.
الفحص وتطوير المقايسة
- يسهل عملية تحضير والتحقق من تعليقات VLP أحادية التشتت لسير العمل في المراحل اللاحقة.
- يوفر قياسات تجميع كمية وقابلة للتكرار لتوحيد معايير المقايسة.
- يتيح فحص ظروف الصياغة لتحسين ملفات استقرار VLP.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- يوائم بيانات التجميع مع متطلبات الاستقرار ذات الصلة بالمرض للعلاجات القائمة على الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLP).
- يدعم الاستمرارية بدءاً من مرحلة الاكتشاف وصولاً إلى الصيغة قبل السريرية واختبارات الإجهاد.
- يوفر بيانات معدلة وفقاً للمخاطر للمضي قدماً في المرشحات ذات الملامح الهيكلية القوية.
تكامل مسار العمل وسير العمل
يتناسب تتبع التجميع القائم على تشتت الضوء الديناميكي (DLS) ضمن التسلسل الممتد من مرحلة الاكتشاف إلى المرحلة قبل السريرية، حيث يربط بين التحقق الأولي من القفيصة وتحسين الصيغة للمنتجات القائمة على الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLP).
- بيولوجيا الاكتشاف: تعمل على قياس سلامة القفيصة وبداية التجمع، مما يدعم اختبار الفرضيات والحد من المخاطر البيولوجية.
- الفحص: توفر قراءات كمية ومعيارية لفحص التركيبات والاستقرار.
- التحليلات: تتيح القياس في الوقت الفعلي للتغيرات في حجم الجسيمات، مما يدعم التحليل المقارن عبر الظروف المختلفة.
- الأبحاث الانتقالية: تساهم في اختيار المرشحين في المرحلة قبل السريرية بناءً على مقاومة التجمع تحت الضغط.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: تؤسس منصة قابلة لإعادة الاستخدام لتقييم استقرار الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLP) والجسيمات النانوية عبر البرامج المختلفة.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية في استقرار الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLP) وتقلل من الغموض الميكانيكي.
- القيمة التشغيلية: توحد قياس التجمع وتدعم سير عمل قابل للتكرار والتوسع.
- القيمة الاستراتيجية: تحسن قرارات المضي قدماً أو التوقف (go/no-go) وتقلل من المخاطر في المراحل المتأخرة من خلال توفير بيانات استقرار مبكرة.
- التأثير على المحفظة: تتيح تحديد أولويات مرشحي VLP بناءً على تعديل المخاطر وفقاً لملفات التجمع الكمية.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في أجهزة DLS وتفسير البيانات.
- يتطلب الوصول إلى أنظمة DLS ذات درجة حرارة مضبوطة وبروتوكولات معتمدة للتعامل مع العينات.
- يستلزم توحيد إجراءات قياس التجمع عبر الفرق المختلفة.
- قد يتطلب التكييف مع أنواع مختلفة من VLP أو أنظمة المنظمات (buffers).
- يقتصر على أحداث التجمع التي يمكن اكتشافها من خلال حساسية DLS ووضوح العينة.
الأسئلة الشائعة حول المستحضرات الصيدلانية الحيوية
المجهر الإلكتروني الارتباطية الخفيفة (كليم) لتتبع وتصوير البروتينات الفيروسية المرتبطة الهياكل في الخلايا المعطل تداولها البرد
فيديوهات ذات صلة
0 مرات المشاهدة
الكشف عن Epitopes الحساسة للتحييد في المستضدات المعروضة على الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLP) المستندة إلى اللقاحات باستخدام م المقايسة التقاط
فيديوهات ذات صلة
0 مرات المشاهدة
تطوير التصوير عالي الدقة لتجميعات الفيروسات في السائل والجليد
فيديوهات ذات صلة
0 مرات المشاهدة
قياس توزيع حجم الجسيمات في عكر حلول كتبها الإنارة الديناميكي التشتت المجهر
فيديوهات ذات صلة
0 مرات المشاهدة
تدفق Virometry لتحليل الأنتيجين أطياف Virions وخارج الخلية الحويصلات
فيديوهات ذات صلة
0 مرات المشاهدة
المصدر المفتوح تحليل واحد الجسيمات لسوبر قرار المجهري مع VirusMapper
فيديوهات ذات صلة
0 مرات المشاهدة
أساليب بديلة في المختبر لتحديد السلامة الهيكلية قفيصه الفيروسية
فيديوهات ذات صلة
0 مرات المشاهدة
توصيف واحد حويصلات خارج الخلية في الدم البشري مع تحليل تتبع نانوحبيبات المستندة إلى الأسفار السريع
فيديوهات ذات صلة
0 مرات المشاهدة
معالجة البروتوكول لتحليل نشر وحجم الكتلة من مستقبلات الغشاء بالفحص المجهري Fluorescence الصور
فيديوهات ذات صلة
0 مرات المشاهدة
تطبيق الجهد في الضوء الديناميكي التشتت تحليل حجم الجسيمات
فيديوهات ذات صلة
0 مرات المشاهدة
آخر تحديث: 22 أغسطس 2026