脂质纳米颗粒(LNP)的粒径测定是其研发与质量控制中的核心环节,粒径大小直接影响其体内分布、细胞摄取效率和药物递送效果。目前,有多种技术可用于LNP粒径的表征,它们各有侧重,通常建议结合使用以获得全面信息。
主流测定方法
动态光散射 (DLS)
这是目前应用广泛、常规的LNP粒径测定方法,被多国药典和监管机构推荐。
原理:通过测量悬浮液中颗粒的布朗运动速度来计算其流体力学直径。
输出参数:
Z-平均粒径 (Z-Average):基于光强度加权的平均粒径。
多分散系数 (PDI):用于评价粒径分布的均一性。PDI值范围从0到1,数值越小表示粒径分布越均一。通常,PDI < 0.3
被认为是可接受的,理想目标在0.05-0.2之间。
优点:操作简便、快速、样品用量少、非侵入性。
缺点:对样品中的大颗粒或聚集体非常敏感,即使是极少量的大颗粒也会使结果偏向更大的尺寸,因为它基于光强度分布。
纳米颗粒跟踪分析 (NTA)
NTA常作为DLS的补充技术,提供更高分辨率的粒径分布信息。
原理:通过激光照射和显微成像,直接追踪单个颗粒的布朗运动轨迹,并计算出每个颗粒的粒径。
输出参数:基于颗粒数量的粒径分布图,并能提供颗粒浓度信息。
优点:能更好地分辨多分散样品中的不同亚群,提供基于数量的分布,直观展示样品中是否存在多个峰。
缺点:测量时间相对较长,对样品浓度有一定要求,重现性可能略逊于DLS。
微流电阻脉冲传感 (MRPS)
这是一种新兴的、高精度的单颗粒检测技术,其结果与金标准冷冻电镜高度一致。
原理:当单个颗粒通过纳米级小孔时,会引起电阻的变化(脉冲),脉冲信号的大小与颗粒体积成正比,从而实现粒径和浓度的精确测量。
输出参数:基于颗粒数量的精确粒径分布和绝对颗粒浓度。
优点:分辨率高,能准确检测异质性颗粒群,结果不受大颗粒干扰,且操作比电镜简便。
缺点:设备和耗材成本相对较高。
金标准方法
冷冻透射电子显微镜 (Cryo-TEM)
Cryo-TEM被公认为LNP粒径和形态表征的“金标准”。
原理:将样品在液态乙烷中快速冷冻,使其在玻璃态冰中保持近天然的溶液状态,然后通过电子显微镜直接观察颗粒的形态和大小。
输出参数:颗粒的真实形态、内部结构(如空载/载药)、以及基于图像分析的粒径分布。
优点:提供直观、真实的颗粒信息,不受颗粒形状和均一性限制,可观察到LNP的内部结构(如泡状结构)和空载率。
缺点:样品制备复杂、耗时、成本高昂、对操作人员技术要求高,且统计的颗粒数量有限。
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