在優(yōu)納可EvoFluid上使用脂質(zhì)體制劑參數(shù)在調(diào)整粒徑大小中的應(yīng)用
背景：
脂質(zhì)體包封是一項(xiàng)用于增強(qiáng)藥物循環(huán)時(shí)間并降低親水分子毒性，或提高疏水性分子溶解度的技術(shù)。不同類(lèi)型的藥物分子或靶組織經(jīng)常需要不同的脂質(zhì)體組分。此外，脂質(zhì)體群的粒徑大小和均一性可影響體內(nèi)的脂質(zhì)體行為。在本應(yīng)用中，我們研究了脂質(zhì)組分和濃度對(duì)使用 優(yōu)納可EvoFluid 儀器生成的脂質(zhì)體粒徑大小和粒徑分布的影響。優(yōu)納可EvoFluid 提供的制備工藝具有可重復(fù)性，因此能夠?qū)⒂^察到的脂質(zhì)體粒徑變化歸因于制劑變化。發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體制劑中膽固醇含量的增加會(huì)使脂質(zhì)體粒徑增大。
通過(guò)改變藥物代謝動(dòng)力學(xué)和生物分布特征，脂質(zhì)體藥物輸送可以大大提高藥物性能。脂質(zhì)體組分可以定制，從而利用一系列化學(xué)性質(zhì)優(yōu)化藥物分子的包封。此外，某些脂質(zhì)可顯著影響會(huì)對(duì)脂質(zhì)體作為納米藥物的功效產(chǎn)生影響的脂質(zhì)體性質(zhì)，如藥物停留時(shí)間、粒徑大小和表面電荷等。
脂質(zhì)體粒徑大小是一個(gè)會(huì)影響循環(huán)半衰期和組織滲透性的參數(shù)。優(yōu)納可EvoFluid 是一種基于微流控的可擴(kuò)展制備平臺(tái)，能讓研究人員以可重復(fù)的方式對(duì)脂質(zhì)體粒徑大小進(jìn)行微調(diào)。優(yōu)納可EvoFluid 技術(shù)能夠根據(jù)納米顆粒結(jié)構(gòu)參與分子的堆積密度，形成粒徑最小的熱力學(xué)穩(wěn)定脂質(zhì)體，即所謂的“極限”粒徑脂質(zhì)體。
該平臺(tái)通過(guò)可控納米沉淀生成單層脂質(zhì)體。以層流方式(即:流體不會(huì)立即混合)，將溶于有機(jī)溶劑(通常為乙醇)的脂質(zhì)注入 優(yōu)納可EvoFluid 的一個(gè)入口，同時(shí)將水或緩沖液注入另一個(gè)入
口。通道內(nèi)的微觀特征導(dǎo)致可控混合以比分子擴(kuò)散更快的速度發(fā)生。由混合引起的溶劑極性突變引發(fā)脂質(zhì)組裝成單層脂質(zhì)體。脂質(zhì)體粒徑大小可通過(guò)一種或多種策略調(diào)整:(i) 軟件控制的工藝參數(shù);(ii) 脂質(zhì)體組分; 以及 (iii) 總脂質(zhì)濃度。儀器過(guò)程參數(shù)總流速 (TFR) 和流速比 (FRR) 用于通過(guò)溶劑置換控制脂質(zhì)體自組裝的條件。在本文中，我們重點(diǎn)關(guān)注脂質(zhì)體組分，特別是膽固醇含量和總脂質(zhì)濃度對(duì)脂質(zhì)體“極限”粒徑的影響。我們使用 優(yōu)納可EvoFluid 進(jìn)一步確定脂質(zhì)體實(shí)現(xiàn)特定粒徑大小所需的參數(shù)。
3.隨著流體持續(xù)通過(guò)混合器，混合程度也會(huì)提高
4.從混合器流出的液體完全混合�；旌线^(guò)程用時(shí)不到1毫秒，比分子可組裝成顆粒的速度更快
結(jié)論：
首先，我們研究了增加流速比 (FRR) 即在微流控芯片中混合的水(反溶劑)相和有機(jī)(溶劑)相之間的比例對(duì)于作為總脂質(zhì)濃度函數(shù)的脂質(zhì)體粒徑大小的影響。TFR 保持 12 mL/min 不變。測(cè)試的脂質(zhì)體組分包括高轉(zhuǎn)變溫度脂質(zhì) DSPC (Tm = 55°C)、膽固醇和 DSPE-PEG2000。DSPC 含量高的脂質(zhì)體應(yīng)在高于脂質(zhì)轉(zhuǎn)變溫度的溫度下制備。使脂質(zhì)處于流體狀態(tài)有助于形成脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)。
總脂質(zhì)濃度 ≤ 75 mg/mL 的情況下，增加 FRR 導(dǎo)致脂質(zhì)體粒徑減小，直至 FRR > 2:1 時(shí)達(dá)到平 穩(wěn)狀態(tài)，此時(shí)脂質(zhì)體達(dá)到極限粒徑(約 60 nm)。FRR 為 1:1 時(shí)，脂質(zhì)體粒徑大小具有可比較性，并且不取決于總脂質(zhì)濃度。但是，在總脂質(zhì)濃度 ≥ 100 mg/mL 時(shí)，增加 FRR 不會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)體粒徑減小。
脂質(zhì)體形成后，其濃度也可通過(guò)離心過(guò)濾 (CF) 增加。無(wú)論采用何種方法形成脂質(zhì)體，采用 CF 來(lái)去除未包封的藥物、交換緩沖液以及增加脂質(zhì)體濃度都是制劑研發(fā)中的慣常做法。POPC/Chol/DSPE-PEG2000 脂質(zhì)體在乙醇中制備，起始濃度為 10 mg/mL。于極限粒徑條件下在 NanoGenerator™ Flex上制備脂質(zhì)體后，脂質(zhì)體用 PBS 透析以去除乙醇，而后使用離心過(guò)濾濃縮超過(guò) 12 倍。使用膽固醇測(cè)定試劑盒測(cè)定最終脂質(zhì)濃度 為 25 mg/mL。
接下來(lái)，我們研究了在試驗(yàn)表明可促進(jìn)極限粒徑的儀器工藝參數(shù)下操作時(shí)，脂質(zhì)組分對(duì)質(zhì)體大小粒徑大小有何影響。膽固醇是生物膜不可或缺的組成部分，在脂質(zhì)體的物理性質(zhì)中發(fā)揮著重要作用。此外，已知膽固醇會(huì)影響脂質(zhì)體制劑中的藥物釋放特性。為了研究膽固醇對(duì)脂質(zhì)體極限粒徑的作用，在以 4:1 的 FRR 和 12 mL/min 的 TFR 下制備的一系列 POPC/膽固醇/DSPE-PEG2000 制劑中，系統(tǒng)地改變膽固醇含量。此外，我們還觀察到通過(guò)透析去除乙醇不會(huì)影響脂質(zhì)體粒徑大小。
材料和方法：
脂質(zhì)體由膽固醇和 POPC(1-棕櫚�；�-2-油�；蚜字�)或 DSPC(二硬脂�；蚜字�)和 DSPE- PEG(二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇 2000)構(gòu)成。脂質(zhì)溶于無(wú)水乙醇中作為有機(jī)溶劑相。不含鈣 (Ca2+) 和鎂 (Mg2+) 的 pH 中性 PBS 緩沖液作為水相。使用 優(yōu)納可EvoFluid 微流控系統(tǒng)以各種流速比和 12 mL/min 的總流速快速混合有機(jī)相和水相。
制劑隨后在 PBS 中進(jìn)行透析以去除乙醇。在 1 和 1.5 的流速比下，在混合過(guò)程之后和透析之前立即將制劑稀釋至 10% 乙醇，因?yàn)橐掖己扛呖墒怪|(zhì)體不穩(wěn)定。采用動(dòng)態(tài)光散射 (Zetasizer, Malvern Instruments, UK) 在透析之前和之后測(cè)量顆粒粒徑大小和完整性。
更多問(wèn)題請(qǐng)電話咨詢優(yōu)納可生物或留言，我們會(huì)及時(shí)與您聯(lián)系！
脂質(zhì)體包封是一項(xiàng)用于增強(qiáng)藥物循環(huán)時(shí)間并降低親水分子毒性，或提高疏水性分子溶解度的技術(shù)。不同類(lèi)型的藥物分子或靶組織經(jīng)常需要不同的脂質(zhì)體組分。此外，脂質(zhì)體群的粒徑大小和均一性可影響體內(nèi)的脂質(zhì)體行為。在本應(yīng)用中，我們研究了脂質(zhì)組分和濃度對(duì)使用 優(yōu)納可EvoFluid 儀器生成的脂質(zhì)體粒徑大小和粒徑分布的影響。優(yōu)納可EvoFluid 提供的制備工藝具有可重復(fù)性，因此能夠?qū)⒂^察到的脂質(zhì)體粒徑變化歸因于制劑變化。發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體制劑中膽固醇含量的增加會(huì)使脂質(zhì)體粒徑增大。
通過(guò)改變藥物代謝動(dòng)力學(xué)和生物分布特征，脂質(zhì)體藥物輸送可以大大提高藥物性能。脂質(zhì)體組分可以定制，從而利用一系列化學(xué)性質(zhì)優(yōu)化藥物分子的包封。此外，某些脂質(zhì)可顯著影響會(huì)對(duì)脂質(zhì)體作為納米藥物的功效產(chǎn)生影響的脂質(zhì)體性質(zhì)，如藥物停留時(shí)間、粒徑大小和表面電荷等。
脂質(zhì)體粒徑大小是一個(gè)會(huì)影響循環(huán)半衰期和組織滲透性的參數(shù)。優(yōu)納可EvoFluid 是一種基于微流控的可擴(kuò)展制備平臺(tái)，能讓研究人員以可重復(fù)的方式對(duì)脂質(zhì)體粒徑大小進(jìn)行微調(diào)。優(yōu)納可EvoFluid 技術(shù)能夠根據(jù)納米顆粒結(jié)構(gòu)參與分子的堆積密度，形成粒徑最小的熱力學(xué)穩(wěn)定脂質(zhì)體，即所謂的“極限”粒徑脂質(zhì)體。
該平臺(tái)通過(guò)可控納米沉淀生成單層脂質(zhì)體。以層流方式(即:流體不會(huì)立即混合)，將溶于有機(jī)溶劑(通常為乙醇)的脂質(zhì)注入 優(yōu)納可EvoFluid 的一個(gè)入口，同時(shí)將水或緩沖液注入另一個(gè)入
口。通道內(nèi)的微觀特征導(dǎo)致可控混合以比分子擴(kuò)散更快的速度發(fā)生。由混合引起的溶劑極性突變引發(fā)脂質(zhì)組裝成單層脂質(zhì)體。脂質(zhì)體粒徑大小可通過(guò)一種或多種策略調(diào)整:(i) 軟件控制的工藝參數(shù);(ii) 脂質(zhì)體組分; 以及 (iii) 總脂質(zhì)濃度。儀器過(guò)程參數(shù)總流速 (TFR) 和流速比 (FRR) 用于通過(guò)溶劑置換控制脂質(zhì)體自組裝的條件。在本文中，我們重點(diǎn)關(guān)注脂質(zhì)體組分，特別是膽固醇含量和總脂質(zhì)濃度對(duì)脂質(zhì)體“極限”粒徑的影響。我們使用 優(yōu)納可EvoFluid 進(jìn)一步確定脂質(zhì)體實(shí)現(xiàn)特定粒徑大小所需的參數(shù)。
1.兩種流體(緩沖液和乙醇)以互不混合的層流方式進(jìn)入通道
2.通道內(nèi)設(shè)計(jì)的微觀特征以可控、可重復(fù)、非湍流的方式使兩股流體混合3.隨著流體持續(xù)通過(guò)混合器，混合程度也會(huì)提高
4.從混合器流出的液體完全混合�；旌线^(guò)程用時(shí)不到1毫秒，比分子可組裝成顆粒的速度更快
結(jié)論：
首先，我們研究了增加流速比 (FRR) 即在微流控芯片中混合的水(反溶劑)相和有機(jī)(溶劑)相之間的比例對(duì)于作為總脂質(zhì)濃度函數(shù)的脂質(zhì)體粒徑大小的影響。TFR 保持 12 mL/min 不變。測(cè)試的脂質(zhì)體組分包括高轉(zhuǎn)變溫度脂質(zhì) DSPC (Tm = 55°C)、膽固醇和 DSPE-PEG2000。DSPC 含量高的脂質(zhì)體應(yīng)在高于脂質(zhì)轉(zhuǎn)變溫度的溫度下制備。使脂質(zhì)處于流體狀態(tài)有助于形成脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)。
總脂質(zhì)濃度 ≤ 75 mg/mL 的情況下，增加 FRR 導(dǎo)致脂質(zhì)體粒徑減小，直至 FRR > 2:1 時(shí)達(dá)到平 穩(wěn)狀態(tài)，此時(shí)脂質(zhì)體達(dá)到極限粒徑(約 60 nm)。FRR 為 1:1 時(shí)，脂質(zhì)體粒徑大小具有可比較性，并且不取決于總脂質(zhì)濃度。但是，在總脂質(zhì)濃度 ≥ 100 mg/mL 時(shí)，增加 FRR 不會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)體粒徑減小。
脂質(zhì)體形成后，其濃度也可通過(guò)離心過(guò)濾 (CF) 增加。無(wú)論采用何種方法形成脂質(zhì)體，采用 CF 來(lái)去除未包封的藥物、交換緩沖液以及增加脂質(zhì)體濃度都是制劑研發(fā)中的慣常做法。POPC/Chol/DSPE-PEG2000 脂質(zhì)體在乙醇中制備，起始濃度為 10 mg/mL。于極限粒徑條件下在 NanoGenerator™ Flex上制備脂質(zhì)體后，脂質(zhì)體用 PBS 透析以去除乙醇，而后使用離心過(guò)濾濃縮超過(guò) 12 倍。使用膽固醇測(cè)定試劑盒測(cè)定最終脂質(zhì)濃度 為 25 mg/mL。
接下來(lái)，我們研究了在試驗(yàn)表明可促進(jìn)極限粒徑的儀器工藝參數(shù)下操作時(shí)，脂質(zhì)組分對(duì)質(zhì)體大小粒徑大小有何影響。膽固醇是生物膜不可或缺的組成部分，在脂質(zhì)體的物理性質(zhì)中發(fā)揮著重要作用。此外，已知膽固醇會(huì)影響脂質(zhì)體制劑中的藥物釋放特性。為了研究膽固醇對(duì)脂質(zhì)體極限粒徑的作用，在以 4:1 的 FRR 和 12 mL/min 的 TFR 下制備的一系列 POPC/膽固醇/DSPE-PEG2000 制劑中，系統(tǒng)地改變膽固醇含量。此外，我們還觀察到通過(guò)透析去除乙醇不會(huì)影響脂質(zhì)體粒徑大小。
材料和方法：
脂質(zhì)體由膽固醇和 POPC(1-棕櫚�；�-2-油�；蚜字�)或 DSPC(二硬脂�；蚜字�)和 DSPE- PEG(二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇 2000)構(gòu)成。脂質(zhì)溶于無(wú)水乙醇中作為有機(jī)溶劑相。不含鈣 (Ca2+) 和鎂 (Mg2+) 的 pH 中性 PBS 緩沖液作為水相。使用 優(yōu)納可EvoFluid 微流控系統(tǒng)以各種流速比和 12 mL/min 的總流速快速混合有機(jī)相和水相。
制劑隨后在 PBS 中進(jìn)行透析以去除乙醇。在 1 和 1.5 的流速比下，在混合過(guò)程之后和透析之前立即將制劑稀釋至 10% 乙醇，因?yàn)橐掖己扛呖墒怪|(zhì)體不穩(wěn)定。采用動(dòng)態(tài)光散射 (Zetasizer, Malvern Instruments, UK) 在透析之前和之后測(cè)量顆粒粒徑大小和完整性。
更多問(wèn)題請(qǐng)電話咨詢優(yōu)納可生物或留言，我們會(huì)及時(shí)與您聯(lián)系！
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