Understanding the Manufacturing Process of Lipid Nanoparticles for mRNA Delivery Using Machine Learning

下游加工 下游(制造业) 制造工艺 信使核糖核酸 微流控 化学 纳米技术 计算机科学 材料科学 工程类 色谱法 复合材料 生物化学 运营管理 基因
作者
Shinya Sato,Syusuke Sano,Hiroki Muto,Kenji Kubara,Keita Kondo,Takayuki Miyazaki,Yuta Suzuki,Yoshifumi Uemoto,Koji Ukai
出处
期刊:Chemical & Pharmaceutical Bulletin [Pharmaceutical Society of Japan]
卷期号:72 (6): 529-539
标识
DOI:10.1248/cpb.c24-00089
摘要

Lipid nanoparticles (LNPs), used for mRNA vaccines against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, protect mRNA and deliver it into cells, making them an essential delivery technology for RNA medicine. The LNPs manufacturing process consists of two steps, the upstream process of preparing LNPs and the downstream process of removing ethyl alcohol (EtOH) and exchanging buffers. Generally, a microfluidic device is used in the upstream process, and a dialysis membrane is used in the downstream process. However, there are many parameters in the upstream and downstream processes, and it is difficult to determine the effects of variations in the manufacturing parameters on the quality of the LNPs and establish a manufacturing process to obtain high-quality LNPs. This study focused on manufacturing mRNA-LNPs using a microfluidic device. Extreme gradient boosting (XGBoost), which is a machine learning technique, identified EtOH concentration (flow rate ratio), buffer pH, and total flow rate as the process parameters that significantly affected the particle size and encapsulation efficiency. Based on these results, we derived the manufacturing conditions for different particle sizes (approximately 80 and 200 nm) of LNPs using Bayesian optimization. In addition, the particle size of the LNPs significantly affected the protein expression level of mRNA in cells. The findings of this study are expected to provide useful information that will enable the rapid and efficient development of mRNA-LNPs manufacturing processes using microfluidic devices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI2S应助yaoshi钥匙采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
ZGD完成签到 ,获得积分10
2秒前
蓝悠完成签到,获得积分10
2秒前
六六发布了新的文献求助10
5秒前
Sharonnnnnn完成签到,获得积分10
5秒前
ZGD关注了科研通微信公众号
6秒前
7秒前
鲤鱼平安发布了新的文献求助10
8秒前
刘丰丰完成签到 ,获得积分10
9秒前
菜菜完成签到 ,获得积分10
10秒前
研友_VZG7GZ应助花城采纳,获得10
11秒前
科目三应助风趣的青采纳,获得10
12秒前
CipherSage应助柔弱紊采纳,获得10
12秒前
优秀的初柔完成签到 ,获得积分10
12秒前
saturning发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
雪白的南晴完成签到,获得积分10
16秒前
Milktea123发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
shirely发布了新的文献求助10
19秒前
安静沅发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
Hello应助文静的善若采纳,获得10
23秒前
羽羽完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
25秒前
26秒前
wenlongliu完成签到,获得积分10
26秒前
传奇3应助无私的睫毛采纳,获得10
28秒前
冷傲火龙果完成签到 ,获得积分10
28秒前
shirely完成签到,获得积分10
29秒前
小乐完成签到 ,获得积分10
29秒前
欣慰雪巧完成签到 ,获得积分10
30秒前
风趣的青发布了新的文献求助10
30秒前
结实听莲发布了新的文献求助10
31秒前
jiao完成签到,获得积分10
37秒前
慕青应助yang采纳,获得10
38秒前
小乐完成签到 ,获得积分10
39秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Petrology and Plate Tectonics 800
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7053430
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8717534
关于积分的说明 18456549
捐赠科研通 6572695
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3120929
关于科研通互助平台的介绍 2210173
邀请新用户注册赠送积分活动 2096678