Tracking Aggregation of Virus-Like Particles Using Dynamic Light Scattering
JoVE Encyclopedia of Experiments
Microbiologie
0 weergaven • 2:14 min • 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.
Overzicht
Dit artikel presenteert een in vitro protocol voor het beoordelen van de structurele integriteit van virale capsiden door de hitte-geïnduceerde aggregatie van virusachtige partikels (VLP's) te monitoren met behulp van dynamische lichtverstrooiing (DLS). De methode maakt real-time volgen van partikelaggregatie mogelijk als gevolg van proteïnedenaturatie, wat inzicht geeft in de stabiliteit van het capside onder thermische stress.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschapsgebied
- Virologie
- Biofysica
- Proteïnechemie
Achtergrond
- Virale capsiden zijn eiwitschillen die het genetisch materiaal van virussen beschermen.
- Virus-achtige deeltjes (VLP's) bootsen de structuur van virussen na maar missen genetisch materiaal, waardoor ze niet infectieus zijn.
- De stabiliteit van het capside is cruciaal voor de ontwikkeling van vaccins en toepassingen van virale vectoren.
- Dynamic light scattering (DLS) is een techniek die wordt gebruikt om de deeltjesgrootte en aggregatie in een oplossing te meten.
Doel van de studie
- Om een alternatieve in vitro methode te bieden voor het bepalen van de structurele integriteit van het virale capside.
- Om hitte-geïnduceerde aggregatie van VLP's te monitoren als maatstaf voor de stabiliteit van het capside.
- Om het gebruik van DLS aan te tonen voor het real-time volgen van de aggregatie van deeltjes.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding van een gezuiverde, monodisperse suspensie van VLP's in buffer.
- Laden van het monster in een voorverwarmd DLS-instrument en het laten equilibreren van de temperatuur.
- Meting van veranderingen in de partikelgrootte over de tijd terwijl het monster wordt verwarmd.
- Analyse van lichtverstrooiingsfluctuaties om aggregatiegebeurtenissen te detecteren.
Belangrijkste resultaten
- Verhitting zorgt ervoor dat capsid-eiwitten denatureren, waardoor hydrofobe regio's worden blootgesteld en aggregatie wordt bevorderd.
- DLS detecteert toenames in partikelgrootte die overeenkomen met aggregatiegebeurtenissen.
- Real-time gegevensverzameling maakt een nauwkeurige tracking van de aggregatiekinetiek mogelijk.
- Het protocol biedt reproduceerbare tijdspunten voor het begin en het verloop van de aggregatie.
Conclusies
- DLS is een effectief instrument voor het monitoren van de structurele integriteit van virale capsiden in vitro.
- De methode maakt een snelle, real-time beoordeling van de stabiliteit van capsiden onder thermische stress mogelijk.
- Deze aanpak kan worden toegepast bij kwaliteitscontroles en formulatiestudies voor VLP-gebaseerde producten.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Dynamische lichtverstrooiing (DLS) maakt een realtime, kwantitatieve beoordeling van de aggregatie van virusachtige deeltjes (VLP) mogelijk, wat direct inzicht geeft in de stabiliteit van het capside en de robuustheid van de formulering in vroege biofarmaceutische R&D. Deze benadering ondersteunt het voorspellende vertrouwen in de structurele integriteit van therapeutica en vaccins op basis van VLP's, waardoor risico's bij kritieke discovery- en preklinische overgangspunten worden verminderd. De integratie van aggregatiebewaking via DLS verbetert de besluitvorming over de portfolio door bruikbare gegevens te verschaffen over de stabiliteit van kandidaten onder stressomstandigheden.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt directe analyse van de stabiliteit van het VLP-capside onder gedefinieerde thermische stress mogelijk.
- Ondersteunt mechanistische risicoreductie door aggregatiekinetiek te kwantificeren die gekoppeld is aan eiwitdenaturatie.
- Biedt functionele validatie van de integriteit van het capside, wat bijdraagt aan de selectie en triage van targets.
Screening & Assayontwikkeling
- Faciliteert de preparatie en validatie van monodisperse VLP-suspensies voor downstream workflows.
- Levert reproduceerbare, kwantitatieve aggregatiemetingen voor assay-standaardisatie.
- Maakt screening van formulatiecondities mogelijk om VLP-stabiliteitsprofielen te optimaliseren.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Rijgt aggregatiegegevens uit met ziekterelevante stabiliteitseisen voor therapeutica op basis van VLP's.
- Ondersteunt continuïteit van discovery tot preklinische formulering en stresstesten.
- Levert risico-gecorrigeerde gegevens voor het verder ontwikkelen van kandidaten met robuuste structurele profielen.
Integratie van Pipeline & Workflow
Aggregatie-tracking op basis van DLS past binnen het continuüm van ontdekking tot preklinische fase en vormt een brug tussen vroege capsid-validatie en formulatieoptimalisatie voor VLP-gebaseerde producten.
- Ontdekkingsbiologie: Kwantificeert de integriteit van de capsid en het begin van aggregatie, ter ondersteuning van hypothesetoetsing en biologische risicoreductie.
- Screening: Biedt gestandaardiseerde, kwantitatieve resultaten voor formulering- en stabiliteitsscreening.
- Analytiek: Maakt real-time meting van veranderingen in de partikelgrootte mogelijk, ter ondersteuning van vergelijkende analyses onder verschillende condities.
- Translationeel onderzoek: Informeert de selectie van preklinische kandidaten op basis van aggregatieresistentie onder stress.
- Bedrijfsbrede hergebruik: Vestigt een herbruikbaar platform voor de stabiliteitsbeoordeling van VLP's en nanodeeltjes over verschillende programma's heen.
Operationele en organisatorische impact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen in de stabiliteit van VLP's en vermindert mechanistische ambiguïteit.
- Operationele waarde: Standaardiseert de meting van aggregatie en ondersteunt reproduceerbare, schaalbare workflows.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen en vermindert risico's in een laat stadium door vroegtijdige stabiliteitsgegevens te leveren.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van VLP-kandidaten mogelijk op basis van kwantitatieve aggregatieprofielen.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in DLS-instrumentatie en datainterpretatie.
- Toegang tot temperatuurgecontroleerde DLS-systemen en gevalideerde protocollen voor monsterbehandeling is noodzakelijk.
- Vereist cross-team standaardisatie van procedures voor het meten van aggregatie.
- Aanpassing voor verschillende VLP-typen of buffersystemen kan vereist zijn.
- Beperkt tot aggregatiegebeurtenissen die detecteerbaar zijn door de DLS-gevoeligheid en de helderheid van het monster.
Biopharma Veelgestelde Vragen
Oereenstemming lichte elektronenmicroscopie (CLEM) voor het bijhouden en Imaging virale eiwitten verbonden structuren in Cryo-geïmmobiliseerd cellen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Detectie van neutralisatiegevoelige epitopen in antigenen die worden weergegeven op op virusachtige deeltjes (VLP) gebaseerde vaccins met behulp van een capture-assay
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Geavanceerde beeldvorming met hoge resolutie van virusassemblages in vloeistof en ijs
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Meting van de deeltjesgrootteverdeling in Troebele Solutions van Dynamic Light Scattering Microscopy
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Flow Virometry Analyseer antigene Spectra van Virions en extracellulaire blaasjes
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Open-source Single-deeltje Analyse voor Super-resolutie microscopie met VirusMapper
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Alternatieve In Vitro methoden voor de bepaling van de structurele integriteit van virale Eiwitmantel
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Snelle fluorescentie gebaseerde karakterisering van één extracellulaire blaasjes in menselijk bloed met Nanoparticle-tracking analyse
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Beeldverwerking Protocol voor de analyse van de verspreiding en de clustergrootte van membraan receptoren door fluorescentie microscopie
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Toepassing van spanning in dynamic light scattering particle size analysis
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 22 augustus 2026