DDS製剤評価Evaluation of Drug Delivery System Products

DDS1)製剤は、COVID-19ワクチンを代表に、さまざまな薬剤を目的部位に効率よく送達させるために利用されています。DDS製剤ならではの調製工程の品質管理を行うためには、「リポソーム製剤の開発に関するガイドライン」2)における分析手法の確立が重要となります。
今回、当社で行なっているDDS製剤各種分析サービスの事例についてご紹介します。

1) DDS:Drug Delivery System (ドラッグデリバリーシステム)
2) リポソーム製剤の開発に関するガイドライン 薬生審査発 0328 第19号 2016年3月28日

DDS製剤の種類・構成成分(一例)

DDS製剤の種類

  脂質ナノ粒子
(LNP)
リポソーム
種類 脂質ナノ粒子(LNP) リポソーム
脂質シェル 単層 二重層
内部コア 逆ミセル 水性
内包物 mRNAなどのオリゴヌクレオチド 疎水性または親水性小分子
粒径 約20~100nm 約50~1000nm

構成成分(一例)

リン脂質 リン脂質 DOPC
DOPE
DOPS
HSPC(DSPC+PSPC)
カチオン性脂質 カチオン性脂質 DOTAP
イオン化カチオン性脂質 イオン化カチオン性脂質 DODAP
PEG脂質 PEG脂質 DSPE-PEG2000
ステロール ステロール CH
内包物 内包物 Doxorubicinなど
mRNAなど

相転移温度の評価 ~DSC~

水溶液中のリン脂質をDSCにて測定しました。

リン脂質のDSC曲線
リン脂質のDSC曲線
相転移温度の比較
  成分
DSPC PSPC HSPC
Tc
(℃)
測定値 53 47 51
文献値 55 49

Tc:相転移温度

測定値は文献値と近似であり、正確な相転移温度を把握できます。

粒子形状・粒径分布の評価 ~SAXS~

水溶液中のリポソームをSAXSにて測定し、球状模型でのシミュレーション解析を行いました。

SAXSプロファイル
SAXSプロファイル

モデルパラメータ

  • 球半径(r)
  • サイズ分布標準偏差(σ)
  • 球散乱長密度
  • 溶液散乱長密度

解析結果

シミュレーションから算出した値
 r = 23 nm , σ = 0.16

※粒子分布は対数正規分布として実施

非破壊で溶液中粒子の構造評価ができます。

リポソームの組成分析 ~LC/TOF-MS~

リポソーム調製時の各脂質の組成分析を行うため、LC/TOF-MSにて試料の成分を分離し、定量しました。

マスクロマトグラム





各成分のマスクロマトグラム
各成分のマスクロマトグラム
検出成分まとめ
成分 R.T.
(min)
Mass
HSPC DSPC DSPC 3.9 790.632
PSPC PSPC 3.8 762.602
DSPE-
PEG2000
DSPE-PEG2000 3.4 607.567
CH CH 3.3 369.352

溶液濃度(μg/mL)

DSPCとPSPCとDSPE-PEG2000とCHの溶液濃度(μg/mL)

含有量(mol%)

DSPE-PEG2000とCHとHSPC(DSPC+PSPC)の含有量(mol%)

本手法によりリポソームの組成定量分析が可能です。同じ調製操作において、仕込み値に対し1~30%の溶液濃度差・含有量差があることが分かりました。

コレステロールの変質評価 ~LC/TOF-MS~

リポソーム調製時から約1年経過後の試料について、LC/TOF-MSにてコレステロールの分析を行いました。

BPIクロマトグラム

調整直後と約1年経過後のBPIクロマトグラム
試料 R.T.
(min)
Mass
調製直後 3.2 369.352
約1年経過後 2.5 401.342

組成演算結果

組成演算結果
Mass Calc.
Mass
mDa PPM DBE Formula
401.342 401.3420 -0.1 -0.2 5.5 C27H45O2
401.3425 -0.6 -1.5 -1.5 C12H41N12O3
401.3409 1.0 2.5 1.5 C21H46N4OP

組成演算結果と同位体パターン解析から組成の絞り込みを行いました。未知ピークの組成式はC27H44O2であることが分かりました。

結果

調製直後
調製直後

CHは消失し、酸化体が生成

約1年経過後
約1年経過後

LC/TOF-MS測定により脂質中の不純物評価が可能です。リポソーム調製時から約1年経過後の試料について、コレステロールの酸化による変質を捉えました。

試料ご提供元:千葉大学大学院薬学研究院製剤工学研究室 東先生


DSC: Differential Scanning Calorimetry (示差走査熱量測定)
SAXS: Small Angle X-ray Scattering (X線小角散乱)
LC/TOF-MS: Liquid Chromatography / Time of Flight Mass Spectrometry (液体クロマトグラフィー飛行時間型質量分析)

[ 更新日:2025/07/25 ]

分析に関するお問い合わせ

お問い合わせ

よくあるご質問

依頼に関するお問い合わせ

入力フォームはこちらから

トップに戻る