全球对疫苗的需求正在迅速扩大，在相对正常的时期，疫苗剂量的年增长率超过25%（世界卫生组织，2019年）。埃博拉等新病毒的出现和目前的COVID-19新冠病毒的大流行将导致需求的更大幅度增长，并带来缩短开发时间和成本的强大压力。

该行业如何实现这些目标？在Dolomite公司，我们相信微流控技术是减少生产周期、提高效率和质量、降低开发成本的关键。

微流控工具可用于开发和生产周期的各个阶段，从疾病分析到生产方案的优化；从抗体的高通量筛选到疫苗的封装；从助剂的开发到用于疫苗生物制造的酵母和细菌的定向进化。

 

 

疫苗开发

疫苗提供对某种疾病的主动获得性免疫，通常通过代表致病有机体的生物制剂。早期的疫苗使用的是一种被削弱或杀死的微生物，最新的方法使用重组或合成技术来传递一个片段，如病毒DNA合成肽或表面蛋白。这些方法需要大量的工作来选择、开发和大规模生产生物制剂，使用助剂提高其性能，并将其输送释放到作用靶点。微流控技术可以帮助解决所有这些问题。

 

微流控技术在疫苗研制中的应用

当前微流控应用的例子包括：

质粒菌株的定向进化

DNA疫苗将选定的病毒基因（通常表达表面标记蛋白）传递给患者，以引发免疫反应。将该基因插入细菌质粒中以产生重组DNA。 通过定向进化可以筛选和改良产生宿主质粒的菌株。微流控方法可以将细菌单独封装在液滴中，进行性能筛选，并通过流式细胞仪（FACS）进行分类，以选择最佳菌株。

疫苗生产酵母/细菌最佳菌株的定向进化

确定方案后，重组DNA必须大规模制造用于疫苗生产。这通常是通过酵母或细菌细胞的生物发酵来实现的。定向进化是提高这一阶段性能的常用方法，而微流控液滴方法在加速这一过程中又是非常有效的。

抗体筛选

疫苗的目标是尽可能安全可靠地刺激有效的免疫反应。优化这一步骤需要通过筛选，以确定哪些抗原产生的目标基因或其他有机体片段能够引发最有效的免疫反应。

基于液滴的方法可以通过将抗体生成细胞、抗体捕获珠和荧光检测抗体封装在一起，进行高通量筛选。液滴可以被FACS分类以收集最佳的细胞。

技术实现方案:

µENCAPSULATOR单细胞封装系统

 

 

辅助制剂的开发与生产

疫苗的效力可以通过助剂来增强，助剂可以刺激宿主的免疫反应，或者增加疫苗在靶点的停留时间。利用微流控纳米颗粒生成系统可以制备和优化新的助剂类型，如皂甙和ISCOMs。

技术实现方案:

纳米粒子生成系统

 

 

优化后，可以使用我们的多通道Telos技术放大该方法：

Telos®高通量微流控技术

 

 

疫苗载体颗粒的研制与生产

疫苗经常被封装在纳米颗粒中，以提高传递效率，控制释放曲线，并允许与助剂共同封装，以及释放部位的靶向性。

纳米脂质体（LNP）和脂质体是一种常用的封装剂，利用微流控技术可以高效地制备纳米脂质体。

Dolomite具有模块化系统用于方法开发:

纳米脂质体合成系统

 

使用Telos技术，可以很容易地放大产量：

Telos®高通量微流控技术

 

 

 

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