动态光散射法（DLS）检测LNP粒度仪的影响因素研究

动态光散射法（DLS）检测 LNP 粒度仪的影响因素研究
 

实验材料：LNP 包裹试剂盒、柠檬酸盐缓冲液、PBS 缓冲液

50mmol/L pH4.0 mRNA 包载柠檬酸盐缓冲液，用于 mRNA-LNP 包封

LNP 包裹试剂盒（DLIN-MC3 型 10mmol/L）

概述

本实验通过对相同制备条件取得的样品进行稀释震荡等方式处理后测量粒径，从而得出样品浓度和气泡可以影响 LNP 粒径。

实验目的

检测制备得到的脂质纳米颗粒的粒径会受哪些外部条件影响

实验背景

微流控（Microfluidic）技术是一种基于（微）流体力学理论，在管线中实现样品制备与加工的技术。将微流体的理化模型与流体力学理论相结合，可实现样品的混合、乳化及分离纯化等功能。

粒子的布朗运动（Brownian motion）导致光强的波动，布朗运动的速度依赖于粒子的大小和媒体粘度：粒子越小、媒体粘度越小，布朗运动越快。

光通过胶体时，粒子会将光散射，在一定角度下可以检测到光信号。

大颗粒运动缓慢，小粒子运动快速。如果测量大颗粒，那么由于它们运动缓慢，散射光斑的强度也将缓慢波动。类似地，如果测量小粒子，那么由于它们运动快速，散射光斑的密度也将快速波动。

最后通过光强波动变化和光强相关函数计算出粒径及其分布。

实验仪器

1. LNP 微流控制备仪

2. NEXSTAR C4 芯片

3. 纳米粒度仪

微流控制备仪 nexstar nano2

不锈钢微流控芯片，不限使用次数
 

制备脂质纳米粒。本次实验未加入 mRNA,采取空包。包裹 mRNA后粒径会变大 6-10nm，PDI 会减小。

1. 用注射器分别吸取体积为 0.5ml 的 LNP 包裹试剂盒与体积为 1.5ml的柠檬酸盐缓冲液，并将注射器安装到微流控制备仪上；

2. 操作设备以 3ml/min 和 9ml/min 的流速，将注射器内的样品注射到微流控芯片内部，制备得到需要的脂质纳米粒；

3. 按照 1:1 的体积比将制备取得的成品与 PBS 缓冲液混合，获得稀释倍数为 2 倍的样品；
4. 重复步骤 1-2，得到 4 组相同制备过程的样品，分别按照不稀释、稀释 2 倍、稀释 4 倍、稀释 2 倍后剧烈摇震的方式处理；

5. 将处理好的样品送入纳米粒度仪检测粒径。

实验结果

 

1.使用 PBS 缓冲液稀释样品可以显著降低粒度仪所测得的样品的粒径。

样品浓度过高脂质纳米粒可能会发生团聚现象导致测量得到的粒径偏大，溶液的粘度不同也会影响粒径测量的结果，所以稀释后测量粒径显著降低；

2.通过剧烈摇震在样品内部混入气泡后，粒度仪所测得的样品粒径发生显著改变。

总结

通过稀释可以使样品的团聚现象改善，粒径会趋近真实。但不建议稀释太多，一般 4-6 倍即可，过度稀释会导致基线噪音过大，影响结果。

可用离心或者真空来排气泡，消除气泡对粒径的影响。

附录

图一 未稀释


图二 稀释 2 倍


图三 稀释 4 倍


图四 稀释 2 倍、剧烈摇震