DLS可用于樣品關鍵生物物理參數的測量，或用于篩分優質、穩定的的樣品和那些受污染、有聚體的樣品。通過Zetasizer Ultra納米分析儀的多角度動態光散射技術（MADLS），不僅可以在幾分鐘內測量樣品的流體動力學直徑和粒徑分布（包括聚集體），還可以測量每個群體的顆粒濃度。此外，儀器新的自適應相關算法提高了測量精度、重現性，以及對異物或大的聚集體的包容度。

圖1. Zetasizer Ultra納米粒度儀和DLS測量粒徑分布的案例

使用MADLS技術

進行AAV載體大小和濃度測量

本文用Zetasizer Ultra分析了3個AAV樣品。濃度結果與基于衣殼ELISA的病毒滴度測定的結果進行對比。

采用多角度動態光散射（MADLS）技術測量3個AAV樣品的顆粒大小分布，重復測量3次，結果如下。顯示有少量樣品團聚。標準品（A）發生的團聚比AAV樣品（B和C）更多一些。同時分別測得了AAV單體和團聚體的顆粒濃度，結果見圖D-F。表1中對比了MADLS方法和衣殼ELISA法測得的濃度結果。AAV樣品的RSD<15%，ATCC AAV2參考標準品的RSD 45%。

圖2. 顆粒大小分布的3次重復測量結果：圖A-ATCC AAV2標品，圖B-AAV樣品1，圖C-AAV樣品2。圖D-F的顆粒濃度結果一一對應圖A-C中的樣品。

采用AAV衣殼ELISA方法進行測量

酶聯免疫吸附試驗 (ELISA) 是病毒滴度或衣殼濃度的標準測量方法。我們將MADLS濃度數據與已有的衣殼ELISA方法測量的數據進行比較。單分散rAAV樣品（RSD 13-15%）與ELISA方法測量的rAAV衣殼滴度幾乎沒有差異。

這些結果表明了完整 rAAV 衣殼的無標記分析方法與其他常見滴度測定方法是互補的。發生團聚的多分散rAAV樣品的RSD高達45%。我們認為這是因為多分散樣品的尺寸精度較低。

表1. 衣殼ELISA測得的濃度數據和MADLS測定的顆粒濃度數據，3個樣品分別是ATCC AAV2參考標準品，樣品1，樣品2。濃度數據單位是顆粒數量/ml。n表示3次重復測量中觀察到該峰的次數。n/a表示未觀察到該峰。

多檢測器尺寸排阻色譜（SEC）可用于多種rAAV屬性的測量，如衣殼滴度、絕對分子量、聚集體、寡聚體、片段分布和空殼率。

市售rAAV5樣品（Virovek，US）含有空衣殼和完整衣殼的混合物。完整衣殼rAAV樣品Mw是4.49x10⁶ g/mol，蛋白質含量86%，ssDNA Mw 6.13x10⁵ g/mol，完整衣殼AAV占比78.1%，總滴度7.48x10¹³（單體和聚集體）。空rAAVs Mw小一些，3.84x10⁶ g/mol，總滴度5.91x10¹³（單體和聚集體）。當空衣殼和完整衣殼以已知比例添加時，測得的空殼率與預測結果高度相關，R²高達0.99。

圖3. OMNISEC系統和示例色譜譜。示例中樣品為空rAAV單體、二聚體、高聚體和片段的混合物。針對單體峰進行空殼率分析。

圖4. OMNISEC空殼率分析結果。預估值（表格第三列）來自添加的空衣殼和完整衣殼比率，調整到100%。基于Mw得到完整衣殼占比 78.1%。計算值（表格第四列）基于單體峰的Mw值得到。

差示掃描量熱儀（DSC）可用于測量蛋白質、核酸和病毒衣殼的熱變性和熱穩定性。該技術測量溶液中分子熱誘導的結構變化的焓變（ΔH）和結構轉變溫度（T_m）。該測量方式直接、溶液相和非標記，不需要額外的熒光標記或抗體捕獲。

空衣殼和完整衣殼rAAV5樣品（Virovek, US）的PEAQ-DSC結果顯示有多個轉變溫度（T_m），與衣殼分解（T_m1）和ssDNA熔融（T_m2）有關。此外，完整rAAVs在50度時顯示出弱的熱特征，而空殼rAAVs沒有，這表示熱誘導事件的發生可能與衣殼脫殼相關的完整rAAVs里的結構重組有關。

圖5. MicroCal PEAQ-DSC自動系統和完整rAAV的DSC熱圖譜示例。圖譜顯示了明顯的熱轉變溫度（T_m）分別是89°和94°。紅星號標注出早期的熱轉變發生在50°。