脂质纳米粒(LNP)的粒径分布测定是决定其递送效率、生物分布和稳定性的核心质控环节。
LNP粒径测试已从单一的动态光散射(DLS)向“正交方法”(即多种技术互补验证)转变。特别是对于非球形LNP和复杂异质样品,传统的DLS已显现出局限性。
测试方法
动态光散射法(DLS)—— 行业“金标准”
这是目前应用广泛、药典(USP/EP/ChP)收录的方法。
原理:基于布朗运动,通过测量颗粒散射光强的波动来计算流体力学直径。
优势:操作简单、快速、样品无损,适合测定平均粒径(Z-Average)和多分散系数(PDI)。
局限:
对大颗粒极度敏感:少量的团聚体或灰尘会掩盖主体信号(光强与直径的6次方成正比)。
假设球形:DLS计算基于球形假设,对于非球形LNP(如棒状、盘状),结果会有偏差。
分辨率低:难以区分粒径相近的不同亚群(如空载LNP与载药LNP)。
冷冻电镜(Cryo-EM)—— 形态与粒径的“视觉真相”
随着LNP研发深入,Cryo-EM已成为DLS不可或缺的补充,特别是在解决“非球形”和“内部结构”问题上。
原理:将样品速冻在玻璃态冰中,保持近天然状态,直接成像观察。
核心优势:
直观可视:能直接看到LNP是球形、椭球形还是异形,以及内部是否有“泡状结构”。
区分空/实:配合染色或AI分析,可区分空载LNP(无内部电子致密核心)和载药LNP,这是DLS做不到的。
数均粒径:提供基于颗粒计数的真实粒径分布(D10, D50, D90),不受大颗粒光强干扰。
分析超速离心(AUC)—— 解决“异质性”难题
AUC是2025年备受关注的“黑马”技术,用于解决DLS分辨率不足的问题。
原理:利用离心力根据颗粒的沉降系数和扩散系数进行分离。
优势:
高分辨率:能精准分离并定量不同密度的颗粒群(如游离mRNA、空LNP、载药LNP)。
无需稀释:可在全浓度或宽浓度范围内测试,避免了稀释导致的LNP解组装或假象。
原位测试:不需要色谱柱,避免了SEC(尺寸排阻色谱)可能带来的剪切破坏。
其他辅助方法
纳米颗粒跟踪分析(NTA):通过追踪单个颗粒的布朗运动,提供颗粒浓度信息,分辨率优于DLS,但操作较繁琐。
毛细管流体分离技术(CHDF):先分离后检测,能揭示DLS无法发现的“多峰分布”(如样品中同时存在80nm和200nm的颗粒)。
来源:网络