聊一聊LNPs的粒径和Zeta电位

 
点击 15回复 0 原帖 07-23 16:57 IP属地 江苏南京

脂质纳米粒是由脂质和表面活性剂组成的胶体载体。它们被广泛应用于生物活性分子的传递,如药物、基因、疫苗和营养物质等。脂质纳米粒可分为固体脂质纳米粒(SLNs)、纳米脂质载体(NLCs)等。脂质纳米粒的性质和性能取决于它们的组成、结构、形状、尺寸和表面电荷等因素。在这些因素中,粒径和Zeta电位是影响脂质纳米粒稳定性、生物分布、细胞摄取和治疗效果的两个重要参数。

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脂质纳米粒的粒径

粒径是指与实际颗粒具有相同体积的球形或颗粒的直径。粒径影响脂质纳米粒的物理稳定性、溶解度、溶解速率、生物利用度和靶向性。一般来说,较小的颗粒具有较高的表面积与体积比,从而导致更高的溶解度和更快的溶解速度。更小的颗粒在血流中的循环时间也更长,在肿瘤组织中的渗透性和保留(EPR)效果增强。但是,较小的颗粒也可能具有较高的聚集倾向和较低的负载能力。

脂质纳米粒的粒径在其制备过程中可能受多种因素影响,如脂质的种类和浓度、表面活性剂、药物、溶剂、温度、压力、搅拌速度、均质方法、超声时间等。根据制备方法和条件的不同,脂质纳米粒的粒径可以从几十纳米到数百纳米。

脂质纳米粒的粒径可以通过不同的技术来测量,如动态光散射(DLS)、激光衍射(LD)、纳米粒子跟踪分析(NTA)、库尔特电阻(RPS)及各类适用的显微镜等。在这些技术中,DLS是最常用的一种,因为它是简单、快速、具有非破坏性。DLS测量了粒子在液体介质中的布朗运动,并根据Stokes-Einstein方程计算了它们的流体动力学直径。然而,DLS也有一些局限性,如分辨率相对较低、对灰尘和聚集体较为敏感、多重光散射的干扰等。

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脂质纳米粒的电位

Zeta电位被定义为液体介质中颗粒在滑动平面上的电势。Zeta电位表示颗粒间的表面电荷和静电斥力或吸引力。Zeta电位会影响脂质纳米粒的胶体稳定性、聚集行为、絮凝速率以及与生物膜的相互作用等。一般情况下,较高的Zeta电位(正或负)意味着更高的静电斥力和更好的稳定性。但是,较高的Zeta电位也可能增加脂质纳米粒的毒性和免疫原性。
脂质纳米粒子在制备和储存过程中,其Zeta电位会受脂质、表面活性剂、溶剂、pH、离子强度、温度等多种因素的影响。根据组成和条件的不同,脂质纳米粒的Zeta电位范围一般为-50 mV~+50 mV之间。
脂质纳米粒的Zeta电位可以通过电泳光散射(ELS)、微电泳、电声光谱等多种技术进行测量。

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质量标准及检测方法

脂质纳米粒的质量标准和检测方法涵盖了其理化性质、生物学性质、安全性和有效性等各个方面,必须评估和控制的一些重要参数是粒径、Zeta电位、形态、结晶度、载药量、药物释放、稳定性、无菌性、生物相容性、细胞毒性、血液相容性、免疫原性、生物分布、药代动力学、药效学和治疗结果等。
脂质纳米粒的粒径和Zeta电位的标准取决于脂质纳米粒的类型、用途和常规的监管标准。脂质纳米颗粒的最佳粒径和Zeta电位没有统一的标准,但可以遵循一些一般的准则。例如,对于口服给药,粒径应小于500nm,以避免首过效应,增强在胃肠道的吸收。对于静脉给药,颗粒大小应小于200nm,以避免网状内皮系统(RES)的快速清除和延长循环时间。对于局部给药,粒径应小于100nm,以增强对皮肤层的渗透。
对于Zeta电位,较高的值(正或负)表示更高的静电斥力和更好的脂质纳米粒子的稳定性。然而,更高的Zeta电位也可能增加脂质纳米颗粒的毒性和免疫原性。因此,应考虑稳定性和安全性之间的平衡。例如,对于口服给药,正的Zeta电位可以增强胃肠道中脂质纳米粒的粘膜粘附和吸收。对于静脉给药,负的Zeta电位可以降低RES对脂质纳米粒的调理作用和吞噬作用。
除了这些一般准则外,还根据不同的监管标准和测试方法,对脂质纳米颗粒的粒径和Zeta电位制定了具体的标准。例如,根据FDA的规定,脂质纳米粒的粒径应用动态光散射(DLS)测量,并以平均粒径和多分散性指数(PDI.)报告。根据欧洲药物管理局(EMA)的规定,脂质纳米粒的粒径应用DLS或激光衍射(LD)测量,并报告为平均直径、PDI或体积/表面积加权分布。根据国际标准化组织(ISO)的规定,脂质纳米颗粒的粒径应用DLS或LD测量,并报告为平均直径或数量/体积/表面积加权分布。
此外,国家药品监督管理局(NMPA)建议除平均粒径外,积累颗粒累积分布D10D50,D90及总颗粒数等研究数据。由于DLS方法原理测算的是平均粒径,无法给出颗粒累积分布D10,D50,D90参数,且DLS假设所测量样品为规则的球形,对于非球形形态不能有效客观的定量检测,因此建议采用多种检测方法对纳米颗粒进行研究。
脂质纳米粒的Zeta电位可以通过电泳光散射(ELS)或微电泳来测量,并以平均值或分布来报告。ELS是激光光散射与显微电泳结合而成的一种方法,当激光束通过显微电泳池时,颗粒的布朗运动引起激光频率和位相的偏移,由于偏移与颗粒的运动速率成正比,故可用来测定电泳速率,同样其准确性会受到样品浓度、稳定性、粒径分散性、电解质环境等影响。

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 结语

脂质纳米粒子是一种很有前途的生物活性分子载体,颗粒大小和Zeta电位是影响其性能的两个重要参数。在脂质纳米粒子的制备和储存过程中,它们受多种因素的控制。脂质纳米粒的质量标准和检测方法对于确保其质量、安全性和生物医学应用的有效性至关重要。然而,它们也带来了一些挑战和局限性,如缺乏标准化、验证和不同主管部门和组织之间的良好协调、伦理和环境等问题需要进一步发展和改进。

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NanoCoulter纳米粒度仪采用库尔特原理,全球首创固态纳米孔技术,单次检测可同时获得脂质纳米粒LNPs、外泌体、病毒等纳米颗粒的粒径、浓度、电位信息。


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