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全球?qū)σ呙绲男枨笳谘杆贁U(kuò)大，在相對(duì)正常的時(shí)期，疫苗劑量的年增長(zhǎng)率超過(guò)25%（世界衛(wèi)生組織，2019年）。埃博拉等新病毒的出現(xiàn)和目前的COVID-19新冠病毒的大流行將導(dǎo)致需求的更大幅度增長(zhǎng)，并帶來(lái)縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本的強(qiáng)大壓力。
該行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)？在Dolomite公司，我們相信微流控技術(shù)是減少生產(chǎn)周期、提高效率和質(zhì)量、降低開(kāi)發(fā)成本的關(guān)鍵。
微流控工具可用于開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)周期的各個(gè)階段，從疾病分析到生產(chǎn)方案的優(yōu)化；從抗體的高通量篩選到疫苗的封裝；從助劑的開(kāi)發(fā)到用于疫苗生物制造的酵母和細(xì)菌的定向進(jìn)化。
疫苗開(kāi)發(fā)
疫苗提供對(duì)某種疾病的主動(dòng)獲得性免疫，通常通過(guò)代表致病有機(jī)體的生物制劑。早期的疫苗使用的是一種被削弱或殺死的微生物，最新的方法使用重組或合成技術(shù)來(lái)傳遞一個(gè)片段，如病毒DNA合成肽或表面蛋白。這些方法需要大量的工作來(lái)選擇、開(kāi)發(fā)和大規(guī)模生產(chǎn)生物制劑，使用助劑提高其性能，并將其輸送釋放到作用靶點(diǎn)。微流控技術(shù)可以幫助解決所有這些問(wèn)題。
微流控技術(shù)在疫苗研制中的應(yīng)用
當(dāng)前微流控應(yīng)用的例子包括：
質(zhì)粒菌株的定向進(jìn)化
DNA疫苗將選定的病毒基因（通常表達(dá)表面標(biāo)記蛋白）傳遞給患者，以引發(fā)免疫反應(yīng)。將該基因插入細(xì)菌質(zhì)粒中以產(chǎn)生重組DNA。 通過(guò)定向進(jìn)化可以篩選和改良產(chǎn)生宿主質(zhì)粒的菌株。微流控方法可以將細(xì)菌單獨(dú)封裝在液滴中，進(jìn)行性能篩選，并通過(guò)流式細(xì)胞儀（FACS）進(jìn)行分類，以選擇最佳菌株。
疫苗生產(chǎn)酵母/細(xì)菌最佳菌株的定向進(jìn)化
確定方案后，重組DNA必須大規(guī)模制造用于疫苗生產(chǎn)。這通常是通過(guò)酵母或細(xì)菌細(xì)胞的生物發(fā)酵來(lái)實(shí)現(xiàn)的。定向進(jìn)化是提高這一階段性能的常用方法，而微流控液滴方法在加速這一過(guò)程中又是非常有效的。
抗體篩選
疫苗的目標(biāo)是盡可能安全可靠地刺激有效的免疫反應(yīng)。優(yōu)化這一步驟需要通過(guò)篩選，以確定哪些抗原產(chǎn)生的目標(biāo)基因或其他有機(jī)體片段能夠引發(fā)最有效的免疫反應(yīng)。
基于液滴的方法可以通過(guò)將抗體生成細(xì)胞、抗體捕獲珠和熒光檢測(cè)抗體封裝在一起，進(jìn)行高通量篩選。液滴可以被FACS分類以收集最佳的細(xì)胞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案:
µENCAPSULATOR單細(xì)胞封裝系統(tǒng)
輔助制劑的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)
疫苗的效力可以通過(guò)助劑來(lái)增強(qiáng)，助劑可以刺激宿主的免疫反應(yīng)，或者增加疫苗在靶點(diǎn)的停留時(shí)間。利用微流控納米顆粒生成系統(tǒng)可以制備和優(yōu)化新的助劑類型，如皂甙和ISCOMs。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案:
優(yōu)化后，可以使用我們的多通道Telos技術(shù)放大該方法：
疫苗載體顆粒的研制與生產(chǎn)
疫苗經(jīng)常被封裝在納米顆粒中，以提高傳遞效率，控制釋放曲線，并允許與助劑共同封裝，以及釋放部位的靶向性。
納米脂質(zhì)體（LNP）和脂質(zhì)體是一種常用的封裝劑，利用微流控技術(shù)可以高效地制備納米脂質(zhì)體。
Dolomite具有模塊化系統(tǒng)用于方法開(kāi)發(fā):
使用Telos技術(shù)，可以很容易地放大產(chǎn)量：
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