LNP制備：微流控法與乙醇注入法對比

近年來，研究者們開發(fā)了很多新型脂質(zhì)類載體，如脂質(zhì)體納米粒 (LNP)。LNP 由可離子化陽離子脂質(zhì) DLinDMA、二硬脂酰磷脂酰膽堿 (DSPC)、膽固醇 (cholesterol) 和 PEG-DMA包載基因藥物而形成。目前常用過膜擠壓法、乙醇注射技術等方法制備。制備過程中，質(zhì)粒的水相溶液、脂類的油相溶液和稀釋相以一定配比體積同時擠出，水相中的質(zhì)粒和油相溶液中的各種脂質(zhì)分子即可在靜電吸引力與親疏水作用力下包載質(zhì)粒形成 LNP。但由于乙醇注入法和過膜擠壓法流速不可控，混合過程的可調(diào)控性差，制備出的LNP粒徑大小分布不均一，存在實驗重復性差、批間質(zhì)量差異大、操作復雜等缺點，因此急需一種穩(wěn)定、可控、簡易的操作方法來提高制備過程的可重復性和實現(xiàn)對粒徑的可靠調(diào)控。
微流控技術現(xiàn)已在脂質(zhì)體制備過程中得到較為廣泛地應用，利用微流控裝置制備脂質(zhì)體納米粒，可制備過程更加精準可控，自動化程度高。有研究通過特殊設計的LNP微流控芯片，可以實現(xiàn)脂質(zhì)納米顆粒的微流控制備，制備出的納米顆粒粒徑和 PDI相較于傳統(tǒng)的乙醇注入法有明顯優(yōu)勢，重復性良好且對包載的 siRNA 無特定要求。

圖 1.微流控芯片示意圖

圖 2.微流控裝置實物圖

微流控法與乙醇注入法對比

通過檢測微流控法和乙醇注入法制備的LNP的粒徑，如圖3和圖4所示，使用乙醇注入法制備出的 LNP 平均粒徑為 154nm，使用微流控法制備的 LNP 平均粒徑為 106 nm。如圖8所示，微流控法制備的LNP平均PDI為0.27，而乙醇注入法所制備的LNP平均PDI為0.095。
結果證明，采用微流控法制備的 LNP，其平均粒徑小于用乙醇注入法制備；同時，微流控法制得的 LNP，其 PDI 小于用乙醇注入法制備，均一性更好。

圖 3.微流控法與乙醇注入法粒徑對比

圖 4. 微流控法與乙醇注入法 DLS對比

重復性測試

對三次*佳流速比下微流控法制備的 LNP 進行粒徑測試，結果如圖5所示。三次重復制備的 LNP 平均粒徑均在 100nm左右 RSD為 0.15%，說明在流速比下，采用微流控的制備方法，多次重復制備的 LNP粒徑波動小，微流控法的可重復性強，制備出的 LNP具有良好的粒徑可重復性。

圖 5.三次微流控制備的 LNP的 DLS結果

微流控法制備包載不同 siRNA的 LNP

檢測微流控制備包載不同序列 siRNA的 LNP的粒徑，結果見圖 6。包載 siRNA1 的 LNP 平均粒徑為 116nm，PDI 為 0.103；包載 siRNA2 的 LNP 平均粒徑為 100.9nm，PDI 為0.098；包載 siRNA3 的 LNP 平均粒徑為 126nm，PDI 為 0.101；三者之間并無顯著性差異。證明使用微流控法制備的 LNP 對包載的 siRNA 序列沒有特殊要求，可廣泛用于穩(wěn)定核酸脂質(zhì)納米粒包載核酸藥物的制備。

圖 6. LNP 包載不同 siRNA 的 DLS 對比
本研究設計并開發(fā)了一種基于微流控技術實現(xiàn)了穩(wěn)定核酸脂質(zhì)納米粒的可控制備方法，通過特殊設計的三相微流控芯片管路，以及對流速比以及總流速的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對 LNP 尺寸大小以及尺寸均勻性的控制，對包載 siRNA 的種類無特定要求，也可應用于其他種類的核酸藥物LNP的制備。通過調(diào)控水相、油相和稀釋相的流速比，制備出的脂質(zhì)納米粒的尺寸粒徑顯著小于乙醇注入法制得的產(chǎn)品，其均一性也顯著高于傳統(tǒng)手動乙醇注入法得到的產(chǎn)品。本方案中的微流控制備方法避免了人工操作對 LNP 制備過程的影響，為脂質(zhì)納米粒的制備提供了一種高效可控的新方法。

Reference：
[1] 王哲豪, 周靖娥, 王鏡. 微流控技術用于制備穩(wěn)定核酸脂質(zhì)納米粒 (SNALP)[J]. 實驗技術與管理, 2022, 39(7):6.