倒置顯微鏡MI52-N應用于核酸藥物脂質(zhì)納米顆粒研發(fā)
近日，中國科學技術(shù)大學的研究團隊開發(fā)出了一種新型的核酸藥物脂質(zhì)納米顆粒，這種顆�？梢栽诘怪蔑@微鏡MI52-N下觀察到，為核酸藥物的研究和應用提供了新的思路和方法。
核酸藥物作為一種全新的生物治療手段備受關(guān)注。其中，脂質(zhì)納米粒（LNPs）作為核酸藥物的傳遞系統(tǒng)，因其效效率性備受矚目。然而，LNPs在臨床應用上面臨著一個嚴峻的挑戰(zhàn)：如何實現(xiàn)從早期開發(fā)到臨床應用的穩(wěn)健的制備規(guī)模放大。
目前，可規(guī)模放大的合成LNPs方法主要分為并行化策略和通道尺寸擴大策略。然而，并行化策略需要依賴復雜的系統(tǒng)搭建，并且在大規(guī)模生產(chǎn)時難以保持LNPs穩(wěn)定性；而通道尺寸擴大策略盡管能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的大規(guī)模生產(chǎn)，但很難在不同流速下保持一致的粒徑和尺寸分布。因此，我們迫切需要一種創(chuàng)新性的方法，既能保證可擴展合成，又能保持LNPs的一致性和穩(wěn)定性。
為此，中科大工程學院褚家如教授團隊的李保慶副教授與生命科學與醫(yī)學部田長麟教授團隊經(jīng)過深入研究，提出了一種“等比例縮放通道尺寸”的可擴展化脂質(zhì)納米粒子合成策略。該策略通過在三個維度上等比例縮放慣性微流體混合器，實現(xiàn)了LNPs的可擴展合成。同時，我們基于流體力學的相似性理論并利用無量綱分析開發(fā)了一種理論預測方法，通過控制混合時間在不同芯片上保持一致，確保合成的LNPs具有一致的粒徑和尺寸分布。這一創(chuàng)新性方法為LNPs的大規(guī)模生產(chǎn)提供了實際可行的途徑，加速了核酸藥物研發(fā)向臨床應用的轉(zhuǎn)化。相關(guān)成果發(fā)表在Nano Research上。中國科學技術(shù)大學博士生馬澤森和童海洋為該論文共同主作者。
以下結(jié)果圖片均截取自文中（使用廣州明美的倒置顯微鏡MI52-N拍攝）
圖2 測定納米粒子粒徑與混合時間的關(guān)系
圖1 使用慣性混合器表征混合特性和微調(diào)脂質(zhì)納米粒子的大小。(a) 不同流速比下混合時間與總流速的函數(shù)關(guān)系。實線表示完全混合，虛線表示不完全混合。在本實驗中，混合器的通道尺寸為 250 μm，混合時間是通過明美倒置顯微鏡拍攝后進行計算。(b) 不同混合時間下 C12-200 LNPs 和中性 LNPs 的平均粒徑，使用 250 μm 的混合器，F(xiàn)RR 為 5:1結(jié)果為三個獨立批次的平均值 ± SD。
圖S3 混合器的流型和性能表征
圖2 慣性流混合器中流動狀態(tài)和混合特性的演變。(a) 前三個混合元件中流體在層流（Re= 25和 132）和湍流（Re= 396）時的流動俯視圖，使用明美倒置顯微鏡拍攝。(b) 不同流動距離下混合物流的混合指數(shù)。不同流動距離下的混合指數(shù)，F(xiàn)RR 為 5:1�；旌现笖�(shù)用于評估混合過程，0.95 的值被設定為可接受的完全混合下限。(c) 不同流速比下混合時間與雷諾數(shù)的函數(shù)關(guān)系。實線表示完全混合，虛線表示不完全混合。所用混合器的通道尺寸為 250 微米。
圖S8 等比縮放混合器流型的相似性
圖3通道尺寸為100、250和500μm的混合器的前兩個混合元件的流態(tài)俯視圖。流動狀態(tài)包括層流（Re=25和132）、瞬態(tài)流（Re=264）和湍流（Re=396）。圖像經(jīng)過數(shù)字處理以增強對比度。將溶解有黑色染料（0.025g/mL）作為示蹤劑的去離子水和乙醇以3:1的FRR泵入混合器中。流動方向是從左到右。
明美倒置顯微鏡MI52-N是一款無限遠光學系統(tǒng)的倒置顯微鏡，具有明場和相襯觀察方式，并可升級熒光觀察，可滿足透明樣品（如細胞、線蟲等）的觀測，適用于常見培養(yǎng)皿或切片樣品觀察，可用于微流控、細胞培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、透明材料等應用。
免責聲明
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來源 : https://www.mshot.com/article/1848.html
核酸藥物作為一種全新的生物治療手段備受關(guān)注。其中，脂質(zhì)納米粒（LNPs）作為核酸藥物的傳遞系統(tǒng)，因其效效率性備受矚目。然而，LNPs在臨床應用上面臨著一個嚴峻的挑戰(zhàn)：如何實現(xiàn)從早期開發(fā)到臨床應用的穩(wěn)健的制備規(guī)模放大。
目前，可規(guī)模放大的合成LNPs方法主要分為并行化策略和通道尺寸擴大策略。然而，并行化策略需要依賴復雜的系統(tǒng)搭建，并且在大規(guī)模生產(chǎn)時難以保持LNPs穩(wěn)定性；而通道尺寸擴大策略盡管能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的大規(guī)模生產(chǎn)，但很難在不同流速下保持一致的粒徑和尺寸分布。因此，我們迫切需要一種創(chuàng)新性的方法，既能保證可擴展合成，又能保持LNPs的一致性和穩(wěn)定性。
為此，中科大工程學院褚家如教授團隊的李保慶副教授與生命科學與醫(yī)學部田長麟教授團隊經(jīng)過深入研究，提出了一種“等比例縮放通道尺寸”的可擴展化脂質(zhì)納米粒子合成策略。該策略通過在三個維度上等比例縮放慣性微流體混合器，實現(xiàn)了LNPs的可擴展合成。同時，我們基于流體力學的相似性理論并利用無量綱分析開發(fā)了一種理論預測方法，通過控制混合時間在不同芯片上保持一致，確保合成的LNPs具有一致的粒徑和尺寸分布。這一創(chuàng)新性方法為LNPs的大規(guī)模生產(chǎn)提供了實際可行的途徑，加速了核酸藥物研發(fā)向臨床應用的轉(zhuǎn)化。相關(guān)成果發(fā)表在Nano Research上。中國科學技術(shù)大學博士生馬澤森和童海洋為該論文共同主作者。
以下結(jié)果圖片均截取自文中（使用廣州明美的倒置顯微鏡MI52-N拍攝）
圖2 測定納米粒子粒徑與混合時間的關(guān)系
圖1 使用慣性混合器表征混合特性和微調(diào)脂質(zhì)納米粒子的大小。(a) 不同流速比下混合時間與總流速的函數(shù)關(guān)系。實線表示完全混合，虛線表示不完全混合。在本實驗中，混合器的通道尺寸為 250 μm，混合時間是通過明美倒置顯微鏡拍攝后進行計算。(b) 不同混合時間下 C12-200 LNPs 和中性 LNPs 的平均粒徑，使用 250 μm 的混合器，F(xiàn)RR 為 5:1結(jié)果為三個獨立批次的平均值 ± SD。
圖S3 混合器的流型和性能表征
圖2 慣性流混合器中流動狀態(tài)和混合特性的演變。(a) 前三個混合元件中流體在層流（Re= 25和 132）和湍流（Re= 396）時的流動俯視圖，使用明美倒置顯微鏡拍攝。(b) 不同流動距離下混合物流的混合指數(shù)。不同流動距離下的混合指數(shù)，F(xiàn)RR 為 5:1�；旌现笖�(shù)用于評估混合過程，0.95 的值被設定為可接受的完全混合下限。(c) 不同流速比下混合時間與雷諾數(shù)的函數(shù)關(guān)系。實線表示完全混合，虛線表示不完全混合。所用混合器的通道尺寸為 250 微米。
圖S8 等比縮放混合器流型的相似性
圖3通道尺寸為100、250和500μm的混合器的前兩個混合元件的流態(tài)俯視圖。流動狀態(tài)包括層流（Re=25和132）、瞬態(tài)流（Re=264）和湍流（Re=396）。圖像經(jīng)過數(shù)字處理以增強對比度。將溶解有黑色染料（0.025g/mL）作為示蹤劑的去離子水和乙醇以3:1的FRR泵入混合器中。流動方向是從左到右。
圖4 脂質(zhì)納米粒子合成平臺。利用顯微鏡拍攝微通道內(nèi)的混合情況。
明美倒置顯微鏡MI52-N是一款無限遠光學系統(tǒng)的倒置顯微鏡，具有明場和相襯觀察方式，并可升級熒光觀察，可滿足透明樣品（如細胞、線蟲等）的觀測，適用于常見培養(yǎng)皿或切片樣品觀察，可用于微流控、細胞培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、透明材料等應用。
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