Verwendung von Matrix-unterstützter Laser Desorption/Ionisierung-Massenspektrometrie in Kombination mit maschinellem Lernen zur Überprüfung der Authentizität von Impfstoffen – npj Vaccines

Verwendung von Matrix-unterstützter Laser Desorption/Ionisierung-Massenspektrometrie in Kombination mit maschinellem Lernen zur Überprüfung der Authentizität von Impfstoffen – npj Vaccines

Die Analyse von Impfstoffen und gefälschten Bestandteilen mittels MALDI-MS wurde in dieser Studie durchgeführt. Zur Untersuchung wurden vier authentische, kommerziell erhältliche Impfstoffe und acht falsifizierte Surrogate verwendet, die zuvor in gefälschten Impfstoffprodukten berichtet wurden. Die authentischen Impfstoffe waren Nimenrix, Engerix B, Flucelvax Tetra und Ixiaro. Die Analyse der Proben erfolgte auf zwei separaten MALDI-MS-Systemen, dem MALDI Biotyper Sirius und dem VITEK MS. Anhand der erhaltenen Massenspektren konnte nachgewiesen werden, dass die MALDI-MS-Systeme in der Lage waren, Massenspektren zu messen, die echte Vergleichs-Impfstoffe von gefälschten Impfstoff-Surrogaten unterscheiden können.

Nach erfolgreicher Analyse der Proben wurde eine Methode und ein Workflow für die Datenverarbeitung und -analyse entwickelt und validiert. Die Analytik wurde auf ihre Reproduzierbarkeit hin überprüft. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Baseline-Korrektur, um Schwankungen in den Intensitäten der Peaks zwischen den Proben auszugleichen. Nach der Datennormalisierung wurden Unterschiede in m/z-Werten bewertet und korrigiert, um einen effektiven Vergleich über mehrere Proben hinweg zu ermöglichen. Anhand von Multivariater statistischer Analyse wurde gezeigt, dass die authentischen Impfstoffe von den gefälschten Bestandteilen unterschieden werden konnten.

Mit Hilfe von maschinellem Lernen und multivariater statistischer Analyse konnten die verschiedenen Impfstoffe und gefälschten Bestandteile anhand der Massenspektren zuverlässig voneinander unterschieden werden. Durch die Identifizierung diskriminierender Massenspektren konnten authentische Impfstoffe von gefälschten Impfstoffbestandteilen unterschieden werden. Es wurde gezeigt, dass die MALDI-MS-Daten verwendet werden können, um Authentizitätstests für Impfstoffe durchzuführen.

Abschließend wurde diskutiert, wie die MALDI-MS-Methode für die Überprüfung der Impfstoffversorgung eingesetzt werden kann, indem die spezifischen Massenspektren mit einer Online-Datenbank abgeglichen werden. Die Studie demonstrierte die Fähigkeit der MALDI-MS-Analyse, authentische Impfstoffe von gefälschten zu unterscheiden und potenziell eine Datenbank mit unterscheidenden Massenspektren für die Authentizitätsprüfung zu entwickeln.