纳米药物制造系统

文章来源：仪器信息网[导读] 锘海生物独家代理的纳米药物制造系统NanoAssemblr针对新型冠状病毒mRNA疫苗的客户提供技术及仪器耗材帮助，保证其研发生产可以顺利进行。这个新年，注定会被铭记。岁末年初，一场出乎所有人意料的严重疫情在武汉爆发，并迅速在全国蔓延开来。这场突如其来的新型冠状病毒疫情让本是阖家团聚的农历新年过得并不太平，医护工作者们放弃春节假期奋斗在抗疫一线，医疗物资生产商加班加点以满足全国的医疗物资需求，相关领域的专家科研学者同样加速针对新型冠状病毒的研究，各行各业的有志之士都在各自的领域上发光发热，为防控疫情做着贡献。面对严峻的疫情形势，锘海生物科学仪器（上海）有限公司也在贡献着自己的力量，凭借着独家代理的纳米药物制造系统NanoAssemblr在疫苗研发生产领域的独特优势，积极为正在使用该套仪器研发针对新型冠状病毒的mRNA疫苗的客户提供技术及仪器耗材帮助，保证其研发生产可以顺利进行。纳米药物制造系统NanoAssemblr适用于研发和生产的Ignite型号此外由于疫情的严重性以及紧迫性，也不断有新的客户在加紧采购此套仪器设备以推进自己的研究进展，某科研院所即在1月底表达了采购意向并立刻采购了满足其需求的仪器，锘海生物科学的员工也是随时为客户进行问题解答，并迅速为客户安排仪器发货以及安装培训。NanoAssemblr是纳米药物研发生产领域的创新技术，其设计宗旨在于帮助用户加速开发个性化纳米药物。NanoAssemblrTM专利技术通过定制设计微流体混合芯片，使纳米颗粒能够可控、自下而上地进行分子自体组装，从而快速和智能控制纳米药物制造,允许药物研发人员能够更快速地开发尖端纳米药物，以更有效地治疗相关疾病，解决了现有纳米药物研制中存在的相关重大问题。NanoAssemblr是可用于纳米药物研究各个阶段的内在可调方案， 目前在全球20多个国家已有超过300台仪器得以使用，并帮助全球应用科学家团体发表了超过100篇科技文献。NanoAssemblr特有的微流混合技术将会显著提高纳米粒制备过程的效率，可满足不同研究阶段纳米药物的制备需求，从实验室研究到临床前研究，再到临床生产均有相应的仪器系统支持。随着疫情的不断变化发展，我们也会持续对相关研究者们提供仪器以及试剂耗材方面的帮助，相信会有更多的企业及科研院所会对纳米药物制造系统感兴趣，我们也随时准备好为他们提供帮助。

p style="line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "span style="text-indent: 2em "这个新年，注定会被铭记。岁末年初，一场出乎所有人意料的严重疫情在武汉爆发，并迅速在全国蔓延开来。这场突如其来的新型冠状病毒疫情让本是阖家团聚的农历新年过得并不太平，医护工作者们放弃春节假期奋斗在抗疫一线，医疗物资生产商加班加点以满足全国的医疗物资需求，相关领域的专家科研学者同样加速针对新型冠状病毒的研究，各行各业的有志之士都在各自的领域上发光发热，为防控疫情做着贡献。/spanbr//pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "面对严峻的疫情形势，锘海生物科学仪器（上海）有限公司也在贡献着自己的力量，凭借着独家代理的纳米药物制造系统NanoAssemblr在疫苗研发生产领域的独特优势，积极为正在使用该套仪器研发针对新型冠状病毒的mRNA疫苗的客户提供技术及仪器耗材帮助，保证其研发生产可以顺利进行。/pp style="text-align: center "img width="600" height="450" title="纳米药物制造系统NanoAssemblr.jpg" style="width: 600px height: 450px max-height: 100% max-width: 100% " alt="纳米药物制造系统NanoAssemblr.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/b08caadc-4bc6-4242-b361-a4982489bc38.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "纳米药物制造系统NanoAssemblr适用于研发和生产的Ignite型号/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "此外由于疫情的严重性以及紧迫性，也不断有新的客户在加紧采购此套仪器设备以推进自己的研究进展，某科研院所即在1月底表达了采购意向并立刻采购了满足其需求的仪器，锘海生物科学的员工也是随时为客户进行问题解答，并迅速为客户安排仪器发货以及安装培训。/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "NanoAssemblr是纳米药物研发生产领域的革命性创新技术，其设计宗旨在于帮助用户加速开发个性化纳米药物。NanoAssemblrTM专利技术通过定制设计微流体混合芯片，使纳米颗粒能够可控、自下而上地进行分子自体组装，从而快速和智能控制纳米药物制造,允许药物研发人员能够更快速地开发尖端纳米药物，以更有效地治疗相关疾病，解决了现有纳米药物研制中存在的相关重大问题。NanoAssemblr是可用于纳米药物研究各个阶段的唯一内在可调方案， 目前在全球20多个国家已有超过300台仪器得以使用，并帮助全球应用科学家团体发表了超过100篇科技文献。NanoAssemblr特有的微流混合技术将会显著提高纳米粒制备过程的效率，可满足不同研究阶段纳米药物的制备需求，从实验室研究到临床前研究，再到临床生产均有相应的仪器系统支持。/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "随着疫情的不断变化发展，我们也会持续对相关研究者们提供仪器以及试剂耗材方面的帮助，相信会有更多的企业及科研院所会对纳米药物制造系统感兴趣，我们也随时准备好为他们提供帮助。/p

脂质体及聚合物作为纳米药物的常用载体，在药物合成方面已取得了巨大的成功，但在靶向递送方面，仍存在着诸多挑战，纳米药物该如何实现靶向递送呢？在谈论靶向之前，先要了解一个关键的药理学概念，以器官靶向为例：器官靶向药物输送不是将所有给药剂量都输送到目标器官，而是提供足够的剂量以达到所需的生物效果，同时限制脱靶积累的毒性；即使大部分注射剂量没有到达目标器官，也应该足以引起生理效应并为患者提供益处。靶向方式分类纳米药物靶向的方式多种多样，总的来讲，可以分为三大类（如图1）。图1. 靶向方式归类图被动靶向被动靶向依赖于调整纳米颗粒的物理性质，如大小、形状、硬度和表面电荷，使其与解剖学及生理学相结合。例如，调节纳米颗粒的大小可以确定纳米颗粒从不连续的血管（如肝脏和脾脏中的血管）外渗的趋势。主动靶向主动靶向包括用化学或生物的方法修饰纳米颗粒的表面，使其特异性地与靶器官高度表达的受体或其他细胞因子相结合。例如，用单克隆抗体修饰纳米颗粒，以使核酸传递到难以转染的免疫细胞中。内源性靶向内源性靶向包括设计纳米颗粒的组成，使其在注射时与血浆蛋白的一个不同的亚群结合，从而将其引导到目标器官并促进特定细胞的摄取。例如，参与体内胆固醇运输的蛋白质已被证明是脂质纳米颗粒有效的肝细胞传递所必需的。对比而言，被动靶向和内源性靶向的设计度与可控性相对较低，主动靶向自然成为了靶向递送的研究焦点。在肝外靶向的研究中，就涉及了较多的主动性靶向，表1也列出了多种肝外给药的纳米颗粒组合物。表1. 用于肝外给药的纳米颗粒组合物靶向修饰方法药物靶向本质上为官能团之间的相互作用，即纳米药物表面的核心基团与受体部位的基团进行化学结合。以脂质纳米颗粒为例，载体组分中的PEG脂质多位于颗粒表面且本身易于修饰，因此，可以在PEG脂质上加载受体部位的结合基团以实现靶向目的。以下列举了几种常见的PEG脂质修饰方法。马来酰亚胺修饰使用DSPE-PEG2000-马来酰亚胺作为功能化PEG脂质，替换LNP中一定摩尔量的聚乙二醇脂质，通过其取代的羧基端半胱氨酸直接与肽偶联，可以形成肽靶向的纳米粒子。再如SS-31，一种线粒体靶向的四肽，具有巯基，只需与马来酰亚胺标记的脂质纳米颗粒孵育，即可进行硫酰马来酰亚胺偶联。NHS修饰NHS酯通常用于标记胺基生物分子。NHS酯与胺基的反应具有pH依赖性，结合的较佳pH值与生理环境的pH值相同。使用DMG-PEG-COOH-NHS作为功能化PEG脂质，替换LNP中一定摩尔量的聚乙二醇脂质，通过在C端添加赖氨酸修饰MH42，并通过其侧链的伯胺偶联，可以形成肽靶向的纳米粒子。同样，许多具有胺基的抗体和靶向肽也可通过该反应偶联到脂质纳米颗粒上：乳铁蛋白可特异性结合活化的结肠巨噬细胞上的LRP-1，实现细胞靶向抗炎治疗；还有较为熟知的程序性死亡配体1单克隆抗体的应用。氨基修饰氨基有利于醛酮分子的化学选择性附着。甘露聚糖还原端醛基与氨基羧基修饰的脂质之间肟偶联反应的正交特性保证了脂质纳米颗粒表面多糖分子的取向。甘露聚糖受体靶向脂质体既可以作为抗菌药物递送的载体，也可以作为用于免疫治疗的重组疫苗的载体。DBCO修饰DBCO标记可促进巯基-炔反应，并可选择性偶联荧光探针、亲和标记和细胞毒性药物分子。例如，抗体scFv-N3可被有效地偶联到DBCO修饰的脂质纳米颗粒上。研究发现，抗体修饰的脂质纳米颗粒可穿越血脑屏障，并诱导脑特异性积累，以治疗中枢神经系统疾病。结论：人体复杂的生化环境给纳米药物的靶向递送制造了诸多阻力。在实际探索中，被动靶向，主动靶向和内源性靶向，可作为靶向设计的联合工具，在寻找绝对的靶向位点、真实的靶向机理与达到实际的靶向效果之间寻求平衡。在此当中，主动性靶向的尝试值得支持，正如文中所讲PEG脂质的各种修饰方式，大量的设计性尝试定能排除越来越多的靶向干扰因素，朝靶向机理的挖掘处更深一步。参考文献：1. Menon, Ipshita et al. “Fabrication of active targeting lipid nanoparticles: Challenges and perspectives.” Materials Today Advances (2022): n. pag.2. Dilliard, S.A., Siegwart, D.J. Passive, active and endogenous organ-targeted lipid and polymer nanoparticles for delivery of genetic drugs. Nat Rev Mater (2023).3. Herrera-Barrera, Marco et al. “Peptide-guided lipid nanoparticles deliver mRNA to the neural retina of rodents and nonhuman primates.” Science Advances 9 (2023): n. pag.应用范围:纳米药物制备系统:

9月22日，马尔文帕纳科与迈安纳（上海）仪器科技有限公司签署战略合作协议。本次战略合作，将为用户提供纳米药物从筛选、实验室研究，到生产、质控的全流程支持服务。双方将在未来继续深化合作，不断致力于解决RNA纳米药物递送行业痛点，为国内RNA纳米药物的快速发展提供助益。马尔文帕纳科医药与食品行业销售经理叶飞（左）与迈安纳总经理吴刚（右）代表双方公司签署战略合作协议在签约仪式上，中国区医药与食品行业销售经理叶飞先生表示，马尔文帕纳科与迈安纳近年来凭借在纳米药物递送领域专业的仪器和服务，已有多次合作和深入的了解，双方都深谙用户需求。通过本次战略合作，期待双方能针对未来行业发展需求，在产品和服务上不忘初心，为纳米药物行业的蓬勃发展做出努力。迈安纳的总经理吴刚先生回顾了公司创立的初心，是做出世界领先的纳米药物制备系统的国产品牌。团队在服务客户的过程中，积累了丰富的实战经验，助力多家企业纳米药物制备的早期科研到临床产品及商业化生产转化全阶段，看到了该行业的广阔前景，相信药物递送行业大有可为。迈安纳在技术和品质上的坚持，对得起自己的理念，公司成员的付出对得起自己的青春。迈安纳是一家拥有多项发明专利技术，专注于解决RNA纳米药物递送行业痛点的整体解决方案本土提供商。公司不仅可提供从实验室到产业化的核酸-LNP全系列封装设备，更可提供整体解决方案中的技术支持。马尔文帕纳科作为粒度分析仪器开创者，多年来深耕于颗粒表征行业，针对脂质药物载体拥有成熟的生物物理表征仪器和解决方案，通过综合使用互相补充的、非标记生物物理技术，包括动态光散射（DLS）、多角度光散射（MADLS）、电泳光散射（ELS）、纳米颗粒跟踪分析（NTA）、多检测器SEC和差示扫描量热法（DSC），表征包裹RNA的药物载体的理化属性。关于迈安纳迈安纳（上海）仪器科技有限公司是一家新兴的纳米药物递送方案的本土供应商，自主研发生产的INanoTM全系列产品已获得欧盟CE认证和美国FCC认证。目前已服务于国内数百家顶尖生物制药公司以及科研学术机构，并已成功助力多个客户相继获得中国，美国，巴西，澳大利亚等mRNA类药物IND临床批件，进入临床和商业化生产。作为上海市闵行区重点引进的项目，迈安纳已在上海莘庄工业区投资数千万元，建成了国内首家集核酸药物装备研发制造和核酸递送工艺开发为一体的创新中心。该中心具备GMP级递送工艺开发实验室和十万级无尘核心组件装配区。

基于脂质纳米粒子（LNPs）的核酸药物递送系统已经被证明在基因编辑、癌症治疗、传染病预防、慢性病治疗等领域具有巨大潜力。微流控技术作为一种高效的可调合成平台，可以在LNPs的合成过程中精确控制流动参数，包括流量比、总流量以及脂质浓度等，从而实现不同尺寸的粒子合成。这对于实现不同器官的精准靶向具有重要意义，是当前科学研究的一个关键焦点。然而，将LNPs从实验室研发成功转化为临床应用仍然面临一个严峻的挑战：如何稳健地实现制备规模的放大。目前，规模化合成LNPs的方法主要分为并行化合成策略和通道尺寸扩大策略两种。虽然并行化合成策略原理简单，但需要建立复杂的系统以确保流量分配的稳定性，因此尚未在LNPs的工业制造中广泛应用。通道尺寸扩大策略则采用更大尺寸的单一芯片，提高了最大容许流量，并通过高流速下的湍流混合来确保极限尺寸纳米粒子的合成，例如受限撞击射流混合器和T型混合器。然而，尽管后者能够实现稳定的大规模生产，但在不同流速下难以维持一致的粒径和尺寸分布。因此，我们迫切需要一种创新性的方法，既能保证可扩展的合成，又能维持LNPs的一致性和稳定性。为此，中科大工程学院褚家如教授团队的李保庆副教授与生命科学与医学部田长麟教授团队深入研究后，提出了一种创新的脂质纳米粒子合成策略，即“等比例缩放通道尺寸实现LNPs的可扩展合成”。这一策略通过在三个维度上等比例缩放惯性微流体混合器，并且通过控制混合时间保持一致来确保一致粒径分布的LNPs的合成。这一策略为LNPs的大规模生产提供了实际可行的途径。相关研究成果已发表在Nano Research上。中国科学技术大学在读博士生马泽森和童海洋为共同第一作者。合作团队首先研制了一种高效的惯性流混合器，该混合器充分利用了流体的惯性效应，包括迪恩涡、分离涡以及分离重组效应，以显著提高混合效率。与其他惯性流混合器相比，这种混合器在更低的雷诺数下也能实现充分混合。利用这一混合器，合作团队研究了两种LNPs配方在不同混合时间下的粒径分布，发现混合时间和粒径之间存在良好的线性关系。因此，合作团队推测，通过在不同混合器中控制混合时间的一致性，可以实现具有相同粒径分布的LNPs的合成。基于这一构想，合作团队等比例缩放了该惯性流体微混合器，并使用高精度3D打印和激光加工制备了具有不同通道尺寸的芯片。这些芯片用于实现不同通量条件下的LNP筛选和规模化制备的一致性。对于管道尺寸小于100μm的芯片，选择了摩方精密nanoArch S130设备进行打印和加工，以确保尺寸得到精确控制，从而实现了小于1mL/min流量下均匀的LNPs的合成。此外，合作团队还基于流体力学的相似性理论进行了研究，通过量纲分析和实验标定，总结出了不同管道尺寸混合器实现相同混合时间的流量关系。经过实验验证，在相同的混合时间下合成的LNPs具有一致的粒径、分散性以及包封率。此外，合作团队还验证了具有相同粒径的LNPs在核酸递送方面的能力，成功合成了包封siRNA的LNPs，并证明了它们具有相同的基因沉默效力。总体而言，合作团队提出的“等比例缩放通道尺寸实现可扩展化合成”的策略为核酸药物的大规模生产提供了一种简单、可靠且稳定的途径。这一方法有望极大地加速LNPs药物从早期开发阶段迈向临床应用，推动核酸药物研发进入崭新的领域，为人类健康做出重要贡献。利用摩方精密nanoArch S130设备打印加工的管道尺寸分别为50μm和100μm的微流控芯片模具。其中XY方向上的精度为2μm，Z方向上的精度为5μm，样件尺寸为30mm×40mm。图1 惯性流混合器的结构以及原理示意图。(a)混合器的结构示意图。(b)利用混合器合成脂质纳米粒子的原理示意图。(c)混合器混合机理示意图。三种惯性流效应共同促进了混合，包括迪恩涡、分离涡以及分离重组效应。图2 利用计算流体力学仿真不同管道尺寸混合器的流型相似性。(a)前两个混合单元混合流型的顶部视图。(b)三种管道尺寸混合器在不同雷诺数下的流型相似性。图3 通道尺寸为100、250和500μm的混合器的前两个混合元件的流态俯视图。流动状态包括层流（Re=25和132）、瞬态流（Re=264）和湍流（Re=396）。图像经过数字处理以增强对比度。将溶解有黑色染料（0.025g/mL）作为示踪剂的去离子水和乙醇以3:1的FRR泵入混合器中。流动方向是从左到右。其中100μm的芯片是通过摩方精密nanoArch S130设备打印进行加工。图4 在相同混合时间下，不同通道尺寸的混合器合成具有一致粒径和尺寸分布的LNPs。(a)等比例缩放微混合器用于可扩展化合成LNPs。(b-c)在相同的混合时间下测量了两种LNPs配方的粒径分布。图5 一步对相同粒径LNPs核酸药物递送的性能评估。合成了包封因子VII siRNA后进行静脉注射，两天后测定因子VII活性。结果表明不同组别之间呈现一致的体内沉默效率。原文链接https://doi.org/10.1007/s12274-023-6031-1

脂质纳米粒(LNP)是一种具有均匀脂质核心的脂质囊泡，广泛用于核酸药物的递送，近年来由于作为新冠病毒mRNA疫苗递送平台的巨大成功而备受关注。近期，围绕LNP从实验室筛选到工业化制备参数不一致和质量控制困难这一行业难题，中科大微纳米工程团队和化学生物学团队提出了LNP规模化制备放大的微流控新策略，发展了新芯片和新技术，并在siRNA递送和动物实验中实现了功能验证。相关研究工作近期已经被Nano Research接收并online发布。LNP制备方法很多，包括脂质体挤出法、薄膜水化法、纳米沉淀法以及微流控法等。近年来，通过微流控技术合成的mRNA 脂质纳米颗粒比传统的合成工艺更具优势，具有批次一致性良好、粒径可控、超低的PDI值、并且包封效果可达90%以上等优点。但是，基于微流控技术合成的LNPs在临床应用上面临着一个严峻的挑战：如何实现从早期开发到临床应用的稳健的制备规模放大。目前，制备放大的合成LNPs方法主要分为并行化策略和通道尺寸扩大策略。并行化策略需要复杂系统搭建，并在大规模生产时难以保持LNPs稳定性；通道尺寸扩大策略尽管能够实现稳定的大规模生产，但很难在不同流速下保持一致的粒径和尺寸分布。中科大工程学院褚家如教授团队的李保庆副教授与生命科学与医学部田长麟教授团队经过深入研究，提出了一种“等比例缩放通道尺寸”的可扩展化脂质纳米粒子合成策略。该策略通过在三个维度上等比例缩放惯性微流体混合器，实现了LNPs的可扩展合成。合作团队设计并构建了高效的惯性流体微混合器，通过结合三种惯性流体效应，实现了溶液的在更低流速下的快速混合。接着，将该惯性流体微混合器等比例缩放，通过高精度3D打印以及激光加工制备出不同通道尺寸的芯片，以实现不同通量条件下的LNP筛选与规模化制备的一致性。合作团队基于流体力学的相似性理论并利用无量纲分析开发了一种理论预测方法，通过控制混合时间在不同芯片上保持一致，确保合成的LNPs具有一致的粒径和尺寸分布。实验结果表明，利用等比缩放的芯片在相同的混合时间下合成的LNPs，具有一致的物理特性，平均粒径偏差不超过5%。合作团队成功合成了包载siRNA的LNPs，并在小鼠模型中验证了这些LNPs的相同的基因沉默能力。这一创新性方法为LNPs的大规模生产提供了实际可行的途径，将极大加速核酸药物研发向临床应用的转化。该工作7月23日被Nano Research杂志接收，中科大生医部、安徽省多肽药物工程实验室主任田长麟教授和中科大工程学院精密仪器系李保庆副教授为该文章的共同通讯作者，中科大工程学院博士研究生马泽森与中科院强磁场科学中心博士研究生童海洋为共同第一作者。相关芯片制备及算法均已申请专利保护。笔者了解到，mRNA在给药过程中非常依赖载体，也不可以通过交联和深层修饰来解决给药问题。确保mRNA本身的稳定性具有挑战性，而且由于其化学修饰的空间有限，所以通常必须使用脂质纳米粒 （LNP）作为载体给药系统。一直以来多数LNP产品研发生产仍以国际大药企为主，目前国内众多科研单位也在纷纷开展相关研究。微流控设备在LNP制备方面具有一定的优势，期待看到此次新芯片、新技术的带来LNPs产能的提高。相关阅读：回放视频合集|核酸药物研发与质控的技术盛宴

国际纳米药物创新周直播报名锘海生命科学诚挚的邀请您报名参加2018年11月1日下午5点（英国时间10：00）在苏格兰Strathclyde大学举行的国际纳米药物创新周直播。此次直播将包含在Dr. Pieter Cullis和Dr. Yvonne Perrie的演讲。届时报告者们将对当前纳米药物研发最近进展进行介绍以及分享新的研究灵感。Strathclyde大学拥有世界上先进的纳米药物创新实验室，前卫的纳米药物相关技术均在此举行过讲座和demo。点击此处报名观看现场直播Precision NanoSystems宣布与日本Ajinomoto Bio-Pharma Services达成纳米药物GMP生产战略合作Precision NanoSystems Inc. (PNI)近日宣布公司与日本Ajinomoto Bio-Pharma Services达成纳米药物GMP生产战略合作。Ajinomoto将采用PNI的纳米药物制备系统 NanoAssemblr Scale-up型号为客户提供用于临床高质量的纳米药物。点击此处了解更多信息关于NanoAssemblr 纳米药物制备系统来自加拿大Precision Nanosysems公司的纳米药物制备系统NanoAssemblr，通过微流控芯片技术制造纳米颗粒包裹体，多种生物材料可选，可包裹药物，siRNA，mRNA,CRISPR，DNA，蛋白等， 纳米药物制备系统包括Spark、Benchtop、Blaze以及Scale-up，为药物研发从发现到临床各个阶段量身定制。全球装机量超过300台！世界级高校及TOP 25药企均采用NanoAssemblr平台制备纳米药物！了解更多纳米药物制备和生产解决方案，欢迎莅临慕尼黑生化展E3.3274展台！现场有样机演示，更有精美礼品相送！往期精彩回顾纳米药物制备，基因递送载体构建新技术！ 加拿大Precision Nanosystems纳米药物制造系统NanoAssemblr关于锘海：锘海生物科学仪器（上海）股份有限公司（Nuohai Life Science）成立于2004年，总部设在上海，并陆续在北京，广州，成都等地设立了8个办事处。锘海致力于提供先进的实验/研究与生产仪器、相关试剂耗材, 并提供专业的应用和技术服务支持。不断促进生命科学领域新技术发展，及时引进国外最新的技术和产品。同时，锘海生命科学为科研及企业客户提供全方位的CRO/CMO 服务，满足产业中的研发和生产需求。

2002年SCIEX发布4000 QTRAP®系统产品时，首次将QTRAP®质谱推向市场，该质谱技术是一种将三重四极杆串联质谱与线性离子阱质谱高度结合的复合技术，可同时高灵敏地进行有机物的定量定性分析，目前已广泛应用于药物研发的各个阶段，同时也应用于蛋白、多肽的分析，是药物定性定量的分析利器。　　2022年是SCIEX QTRAP®质谱进入中国的第20个年头，吉林大学顾景凯教授是QTRAP®质谱在中国的首批用户之一。作为药物研发领域的资深专家，顾教授不仅见证了“中国创新药物”市场突飞猛进的发展，也感受到QTRAP®质谱分析技术助力药物研发时的强劲推力。　　药物分析贯穿药物从研发到上市乃至整个药物的生命周期，为药物研发和应用的全链条提供关键的技术和方法。随着纳米科技的迅速发展，纳米药物在疾病的早期诊断、预防和治疗等方面发挥出越来越重要的作用。为适应纳米药物相关的物理、化学及生物学特性，各种分离分析技术得以开发应用，那么当前纳米药物成分分析的常用方法有哪些?高分子药用辅料体内分析又面临哪些难题与挑战?未来纳米药代动力学研究的发展趋势如何?带着这些问题，仪器信息网特别采访了吉林大学顾景凯教授，与他进行了深入的交流。　　吉林大学 顾景凯教授　　相辅相成：仪器技术革命加速药物分析发展　　2021年生物学界公布了一项重要研究进展，人工智能(AI)技术已能精准预测上万对蛋白质的三维结构，其工作量及效率远超多年来该领域科学研究者人力工作的总和。消息一经公布便引发全球关注，该进展也随之被顶级期刊Science、Nature评选为年度技术之一。这一现象背后，反映的是人类科学研究的革命、科学探索的迭代升级，都离不开科学技术/仪器技术的精进。　　20世纪70年代，气相色谱、液相色谱、电化学分析和毛细管电泳分析等先进的仪器分析技术逐渐被用于药物及其制剂的常规杂质检查和定量分析。进入80年代后，为了适应新药研发，满足生物样品分析量少、药物浓度低等要求，各种微量和超微量分离分析技术得以开发应用。其中，最常用的分析方法有免疫测定法、气相色谱法、高效液相色谱法、高效毛细管电泳法及各种联用技术如气相色谱-质谱联用，液相色谱-质谱联用等。“90年代我们使用气相色谱法开展小分子药物分析，当时离子源技术不过关，联用质谱技术发展还不成熟，对现在来说司空见惯的肽、蛋白质、糖、核苷酸等化合物分析，在当时简直是不可思议的事。我最早是在1995年用热喷雾液相色谱-单四极杆质谱(LC-MS)开展药物分析研究，当时的仪器只能做全扫描和SIM(选择离子检测模式)。由于当时质谱技术分析化合物时的灵敏度与选择性不够高，致使药物的定性和定量分析研究工作进展非常有限。1997年以后，我开始全面接触基于大气压离子源(API，包括ESI与APCI)的液相色谱-串联质谱联用技术(LC-MS/MS)，那时候全国医药口的LC-MS/MS还仅是个位数，当时我就察觉到，如果能利用结合了强大液相色谱分离能力及质谱的高选择性、高通量和高灵敏度的LC-MS技术替代传统方法去开展药物代谢和药代动力学的研究工作，也许一周就能完成当时传统分析方法三年的工作量。而且，LC-MS/MS技术从通量、灵敏度、定性和定量等各方面可以把研究结果提高几个数量级，所以我真切感受到技术革命带来的最大变化是研究者可以利用技术创新完成原来做不到的事情。近三十年间，我见证着质谱仪器相关技术的更新发展，我的研究内容也随之不断拓展和延伸，从最初的小分子药物向如今非常火热的大分子、高分子以及纳米药物逐步扩展”，顾景凯说道。　　近几十年，药物分析技术的发展也从体外到体内，从小样本到高通量，从人工到自动化，由单一技术到联用技术。随着医学和生命科学的迅速发展，药物分析科学也呈现出多学科交叉融合的特点及优势，在此基础上发展起来的一系列质谱技术、超微量分析手段，被广泛用于新药研发、药品生产和临床应用的每个环节。　　高分子药用辅料及其PEG化药物的定性与定量分析方法的创新突破　　纳米药物的核心是药物的纳米化技术，包括药物的直接纳米化和纳米载药系统。纳米给药系统是对药物进行靶向递释、降低药物毒副作用的新手段。随着聚合物纳米载体在设计、合成方面不断取得进展，聚合物纳米材料在纳米给药系统中得到了广泛的应用。　　聚乙二醇(Polyethyleneglycol, PEG)是美国食品药品管理局(FDA)认证的无毒、无害且具有良好生物相容性的生物医用高分子材料，常用作与亲水端来修饰药物和纳米制剂。聚乙二醇化(PEG化)是一种将聚乙二醇聚合物以共价方式连接到治疗药物上的技术，具有增加药物水溶性、降低毒性、延长药物循环半衰期以及减少酶降解作用提高生物利用度等优点。但对于PEG这类分子量不唯一，且呈多分散性的高分子聚合物，常用的质谱定量分析方法要实现精准定量还存在多方面的挑战。顾景凯团队近期在国际上率先公开发表了关于PEG、单价与多价态PEG化前体药物及代谢产物定性定量分析的文章，是高分子聚合物全轮廓定量与定性分析领域的一大突破，目前该方法已成功获得中国发明专利授权。　　相比于单一直链型PEG，多价PEG化小分子药物可以大大提高载药量。然而，其体内动态释药规律及药代动力学过程也要比单一直链型PEG化药物要复杂的多。多价PEG化小分子药物除了围绕PEG化药物、PEG及游离药物等部分外还要同时考察不同价态PEG化药物的体内变化规律。随之而来对分析检测方法的考验更加严峻，基于此顾景凯团队利用SCIEX的高效液相色谱-四极杆串联飞行时间质谱技术，采用TripleTOF质谱的全谱分析模式(TOF-MS与MSAll)，先通过高效液相色谱将样本中的多价PEG化药及其体内不同形态代谢产物的混合物进行分组分离，使同一组内的同分异构体或同系衍生物具有相同的液相保留行为，再通过质谱选取共有特征性碎片实现各组分的绝对定量，意即在全扫描模式下，所有待测物在Q1中全通过，在Q2过程中经适宜的碰撞能(CE)将待测物打碎，TOF质量分析器扫描通过的全部子离子，获得所有碎片的精确质量信息，然后进行定性与定量分析。　　正如上文介绍的，顾景凯团队提出创新性分析方法，突破了串联质谱所无法全轮廓定量分析高分子药用辅料或PEG化药物的技术难题，使高分子聚合物或药物的全轮廓定量分析成为可能。当前越来越多的研究表明，许多过去被普遍认为是无活性的聚合物纳米材料可能具有某些活性或毒性。因此，建立针对聚合物纳米材料的体内定量分析方法，全面、深入地研究聚合物纳米材料的体内命运具有非常重要的药理学与毒理学意义。　　直面高灵敏度定量定性分析挑战： SCIEX QTRAP®质谱大显身手　　药代动力学是定量研究药物在生物体内吸收、分布、代谢和排泄的动态变化规律, 并阐明不同部位药物浓度与时间关系的科学。由于药代动力学的硬性要求，其对仪器的灵敏度、选择性以及分析通量等方面都提出非常高的要求。　　“曲普瑞林是由十个氨基酸组成的合成肽，用于治疗激素反应性癌症，比如前列腺癌和乳腺癌，当前该药物已在市场上广泛应用。对于多肽类药物分析来说，由于其与内源性肽和蛋白质的质荷比相近的非常多，背景化学干扰非常强，所以对这类药物分析存在两大挑战，即灵敏度和选择性。通常使用三重四极杆串联质谱进行常规分析时，尽管利用了前端固相萃取净化，高效液相色谱分离以及MRM(多重反应监测技术)母离子选择性极高的分析手段，我们仍然发现有很强的背景干扰，并且信噪比达不到药代动力学的准确定量要求。由于QTRAP® 质谱是将三重四极杆串联质谱技术与线性离子阱质谱技术高度结合的复合技术，所以我们引进了QTRAP® 质谱技术，在四极杆选择、打碎的基础上，利用线性离子阱再次裂解即可获得选择性很高的孙离子。由于离子阱同时具有很强的离子富集功能，这时利用孙离子进行定量分析，就可以大幅度地提高灵敏度，我印象中提高了十几倍，因此成功地满足了药代动力学的定量要求。我们利用 QTRAP® 6500系统成功建立了多肽药物曲普瑞林的分析方法，这让我印象非常深刻。“顾景凯介绍道。　　顾教授与研究生同SCIEX QTRAP质谱合影照片　　推进超低浓度、超强干扰药物分析与纳米药代动力学：串联质谱与差分离子淌度大有可为　　“不仅如此，我们还曾开发了一种选择性好、灵敏度和分析通量高的利马前列素分析方法。利马前列素临床使用剂量极低，用于后天性腰椎管狭窄症的给药剂量为5μg，达峰浓度(Cmax )仅为1.2 pg/mL，这要求利马前列素的定量下限至少达到0 .1～0 .2 pg/mL。同时，体内存在数十倍于利马前列素达峰浓度的内源性化学背景干扰，可以说该药物体内分析面临着以上“瓶颈”问题。　　“基于此，我们的分析方法是通过液相色谱、SelexION™差分离子淌度(DMS)和SCIEX QTRAP® 6500系统三维度分离分析相结合的策略，可降低对液相色谱分离度的要求，缩短了分析时间，提高分析通量，有效避免基质中内源物干扰，减少必需萃取次数，缩短了样品处理时间，在国内率先成功地完成了利马前列腺素片的人体BE评价研究工作。“顾景凯介绍说。　　”这是国际上首次采用DMS-MS/MS实现了如此低药物浓度的准确定量分析，并且我们依照国家药品监督管理局药品审评中心相关技术指南的要求，前后共完成了7500个生物样品的分析，这也是差分离子淌度技术首次用于如此多的生物样品分析评价工作。“顾景凯补充道。　　顾景凯也坦言，当前纳米给药系统的研究进展，国内已处于国际前沿，并且个别领域是国际领先。纳米药物载体的设计属于纳米药物产业上游，发展非常迅速，但针对纳米药物的药代动力学研究，国内外相对来说，是严重滞后纳米药物的设计与制备的，当前药物分析技术的能力远远达不到对纳米给药系统体内命运精准评价所提出的要求，目前主要还是主要依靠下游的药效或毒性评价来间接反映其体内命运，这严重制约了纳米药物的临床转化成功率。下一步需要通过新型的分离与分析手段，进一步推进纳米药代动力学研究的进程。　　对于下一步的研究计划，顾景凯表示，当前团队研究方向主要有三方面，一是多糖类药物的分析 二是mRNA、LNP疫苗不同形态的体内准确分析 三是高分子药用辅料准确定量和定性分析。此外其团队也在开展基于药代动力学性质的前体药物设计合成，目前作为主要参与单位的前体药物已经上市，同时还有两个作为负责单位的前体药物处于IND研究阶段。

本文摘要本文将通过对马尔文帕纳科两款纳米颗粒表征设备NTA和DLS在测量颗粒粒径上的相同点和区别点，为您选择符合技术标准的不同技术用于纳米药物质量控制研究中的颗粒表征提供有意义的指导。相关技术标准中的粒度表征技术为规范和指导纳米药物研究与评价，在国家药品监督管理局的部署下，药审中心组织制定了《纳米药物质量控制研究技术指导原则（试行）》等三项关于纳米药物研究、质控、评价的技术指导原则。其中《纳米药物质量控制研究技术指导原则》主要内容是围绕着纳米药物的安全性、有效性以及质量可控性展开的。在这三个方面，质量的可控性显得尤为重要，它一定程度上决定了药物的安全性和有效性。在粒径表征方面，该指导意见关于粒径表征的相关表述如下：“应选择适当的测定方法对纳米药物的粒径及分布进行研究，并进行完整的方法学验证及优化。粒径及分布通常采用动态光散射法（Dynamic light scattering，DLS）进行测定……粒径分布一般采用多分散系数（Polydispersity index，PDI）表示。除此之外，显微成像技术（如透射电镜（Transmission electron microscopy，TEM）、扫描电镜（Scanning electron microscopy，SEM）和原子力显微镜（Atomic force microscopy，AFM）、纳米颗粒跟踪分析系统（Nanoparticle tracking analysis, NTA)、小角X射线散射（Small-angle X-ray scattering，SAXS）和小角中子散射（Small-angle neutron scattering，SANS）等也可提供纳米药物粒径大小的信息。”注：本文介绍的两种纳米颗粒表征技术如何选择合适的颗粒表征技术呢？那么，测量纳米级颗粒粒径该如何选择合适的技术呢？本文将着重给大家讲一下NTA和DLS在测量颗粒粒径上的相同点和区别点，方便大家更好的去选择不同的技术。DLS技术利用分散在溶液中的纳米颗粒的布朗运动测量颗粒粒径，其粒径检测范围在0.3nm-10μm之间。NTA技术利用激光照射溶液中的悬浮纳米颗粒，后者产生的散射光被高灵敏度的相机捕获并成像。由于该技术是单颗粒跟踪技术，所以能提供极高精度的颗粒粒度的数量分布，既适合分析粒度分布较窄，也适合分析粒度分布较宽的样本，其粒径检测范围在10-1000nm之间。我们以100nm和200nm的聚苯乙烯颗粒（PS）标准品为考察对象。研究NTA 和 DLS两种技术分别在粒径窄分布和宽分布的样品上的测量差异。图1 NTA和DLS测量窄分布样品合并图（上）和宽分布样品合并图（下）从图上可以看出，DLS和NTA都能很好的表征粒径窄分布的样品，且其平均值及主峰值都十分接近，但是NTA得到的粒径分布峰更窄，这也和其采用的单颗粒跟踪技术相符合。右图明显可以看到DLS对体系中的大颗粒更敏感，而NTA对体系中大、小颗粒的敏感程度较为接近。总体来说，NTA的粒径分辨率能达到1:1.3，而DLS的粒径分辨率最低只能到1:3。MADLS (多角度动态光散射)技术是马尔文帕纳科专为Zetasizer Ultra系列产品开发的新技术。MADLS可从多个光散射角度对样品进行自动全面分析，提供更高的分辨率，为样品提供更完整的视角。下图以脂质体为例，分别用NTA和MADLS技术测量样品粒度，可以看到二者测得的粒径均值及主峰值都十分接近，MADLS得到的粒径分布峰也和NTA同样窄。图2 脂质体样品的粒度分布，上图为马尔文帕纳科NanoSight的测量结果,下图为马尔文帕纳科Zetasizer 的测量结果。MADLS和NTA两种技术互补：MADLS可在较宽范围内快速获得包括粒径、颗粒浓度等信息，几乎不需要样品的前处理；NTA则可用于获得粒径分布更多的细节，用于颗粒浓度分析时，测量下限也更低。在两种技术重叠的测量范围内，获得的结果也高度一致。马尔文帕纳科MADLS和NTA技术今年又再添新品，Zetasizer 智能样品助手，可实现无人值守过夜测量，解放研究人员的双手；NanoSight Pro新一代纳米颗粒跟踪分析仪，通过神经网络人工智能算法加持，实现对脂质体（LNP）、外泌体和细胞外囊泡（EV）等样品的高分辨率的粒径和浓度检测。感兴趣的老师可观看新品发布回放，了解更多内容。 关注马尔文帕纳科微信公众号观看回放视频

Hot政策解读纳米药物质量控制研究技术指导原则#本文由马尔文帕纳科应用专家张鹏博士供稿#2022 为规范和指导纳米药物研究与评价，在国家药品监督管理局的部署下，药审中心组织制定了《纳米药物质量控制研究技术指导原则（试行）》、《纳米药物非临床药代动力学研究技术指导原则（试行）》《纳米药物非临床安全性评价研究技术指导原则（试行）》三项关于纳米药物研究、质控、评价的技术指导原则。并由经国家药品监督管理局审查同意，8月27日予以发布通告，三项技术指导原则自发布之日起开始施行。其中《纳米药物质量控制研究技术指导原则》主要内容是围绕着纳米药物的安全性、有效性以及质量可控性展开的。在这三个方面，质量的可控性显得尤为重要，它一定程度上决定了药物的安全性和有效性。在粒径表征方面，该指导意见原文如下：原文关于粒径表征的相关表述“应选择适当的测定方法对纳米药物的粒径及分布进行研究，并进行完整的方法学验证及优化。粒径及分布通常采用动态光散射法（Dynamic light scattering，DLS）进行测定，需要使用经过认证的标准物质（Certified reference material，CRM）进行校验，测定结果为流体动力学粒径（Rh），粒径分布一般采用多分散系数（Polydispersity index，PDI）表示。除此之外，显微成像技术（如透射电镜（Transmission electron microscopy，TEM）、扫描电镜（Scanning electron microscopy，SEM）和原子力显微镜（Atomic force microscopy，AFM）、纳米颗粒跟踪分析系统(Nanoparticle tracking analysis, NTA)、小角X射线散射（Small-angle X-ray scattering，SAXS）和小角中子散射（Small-angle neutron scattering，SANS）等也可提供纳米药物粒径大小的信息。对于非单分散的样品，可考虑将粒径测定技术与其它分散/分离技术联用”上一期我们已经和大家介绍了基于DLS技术的粒径测量，这一期我们准备和大家讲一讲纳米颗粒跟踪分析技术（NTA）测量颗粒粒径。纳米颗粒跟踪分析技术原理是如何进行颗粒粒径测量的呢？激光照射溶液中的悬浮纳米颗粒，后者产生的散射光被高灵敏度的相机捕获并成像。为了得到观测区域每个颗粒的粒径大小，相机通过拍照的方式记录下每个颗粒的运动轨迹，并分析得到每个颗粒的运动速率，最终这些单个颗粒的运动速率通过斯托克斯-爱因斯坦方程转化为粒径值，整个样本的粒径分布就是由这些颗粒的粒径汇集而成（图1）。图1. 利用纳米颗粒跟踪分析技术（NTA）对纳米颗粒进行粒径分析（红色线条表示颗粒的布朗运动轨迹）由于该技术是单颗粒跟踪技术，所以能提供极高精度的颗粒粒度的数量分布，既适合分析粒度分布较窄，也适合分析粒度分布较宽的样本，其粒径检测范围大致在10-2000nm之间。此外，如果样品本身具有荧光，或者能够标记上荧光素，可以单独采集其荧光信号，进而对荧光颗粒进行粒度分析，不受溶液复杂体系的影响。NTA 和 DLS 对比实验测量纳米级颗粒粒径该如何选择？接下来通过粒径宽窄分布不同的样品的测量实例，着重给大家讲一下NTA和DLS在测量颗粒粒径上的相同点和区别点，方便大家更好的去选择不同的技术。 NTA & DLS 粒径窄分布样品NTA 和 DLS两种技术在粒径窄分布样品上的差异，我们以200nm的聚苯乙烯颗粒（PS）为考察对象。DLS:Z average: 217.7 nm PDI: 0.04827NTA: Mean: 199.7nm Mode: 196.2nm图2 DLS、NTA表征200 nm聚苯乙烯颗粒（PS）的粒径分布我们再将两种技术表征的结果合并到一块，看看有没有差异。图3 NTA和DLS测量窄分布样品合并图从图3中我们能够看到，NTA和DLS技术都能很好的表征粒径窄分布的样品，但是NTA得到的粒径分布图比DLS的更窄。通过图2、3我们得出如下结论：DLS和NTA都能很好的表征粒径窄分布的样品，且其平均值及主峰值都十分接近，但是NTA得到的粒径分布峰更窄，这也和其采用的单颗粒跟踪技术相符合。 NTA & DLS 粒径宽分布样品再来看看宽分布的样品。我们将100 nm和200 nm的PS标准品混合后，获得粒径宽分布样品，将其做为考察对象。分别利用NTA和DLS对他们进行粒径表征：DLS: Z average: 206.7 nm PDI: 0.002214NTA: Mean: 171.4 nm Mode: 194.8 nm图4 DLS、NTA表征100、200 nm聚苯乙烯颗粒（PS）混合体的粒径分布从图4我们可以看出来，DLS仍旧显示出一个单峰，其Z均值为206.7 nm；NTA成功将100 nm和200 nm的PS颗粒区分开来，在粒径分布图上呈现出两个明显的单峰（109 nm、195 nm），这说明NTA的粒径分辨率是要高于DLS的。图5 DLS和NTA测量100、200 nm聚苯乙烯颗粒（PS）混合体的粒径分布合并图通过图5，将两种技术得到的粒径分布图合并到一块，我们可进一步发现，DLS的结果更偏向于体系中的大颗粒，较小的100 nm的信号被较多的忽略了。这说明DLS对体系中的大颗粒更敏感，而NTA对体系中大、小颗粒的敏感程度较为接近。总体来说，NTA的粒径分辨率能达到1:1.3，而DLS的粒径分辨率最低只能到1:3。 DLS＆NTA 示例：水包油乳剂在水包油乳剂的实际样品案例中，如图6，7 DLS和NTA的粒径分布图以及两项技术的合并图显示，DLS的分辨率较低，无法分辨出体系中存在的更小的颗粒。DLS: Z average: 151.9 nm PDI: 0.09714NTA: Mean size: 116.2 nm Mode size: 89.1 nm图6 DLS、NTA表征水包油乳剂的粒径分布图7 DLS和NTA测量水包油乳剂的粒径分布合并图 实际案例 NTA适用：细胞外囊泡（EV） 实际案例 NTA适用：脂质纳米颗粒（LNP） 实际案例 NTA适用：慢病毒 实际案例 蛋白聚集体实际案例NTA适用：纳米磁球

2018第三届中美纳米医药研讨会，锘海生命科学精彩呈现2018年7月28-30日，第三届中美纳米学术会议在南京索菲特银河大酒店盛大召开，锘海生命科学携加拿大Nanosystems药物制造系统样机和分子影像产品作为重要的参展商参加了该学术会议，会议期间，众多老师与学生前来咨询，推动了纳米医学技术界专家、学者、企业家之间及与相关团体间的交流与合作。其中展出的产品包括加拿大PRECISION Nanosystems纳米药物制造系统、美国PhotoSound小动物全身3D光声/荧光成像系统、法国Vilber小动物荧光/生物发光成像系统、比利时Molecubes小动物PET/SPECT/CT成像系统、以色列Aspectimaging小动物MRI成像系统、法国RX solution离体CT成像、希腊BET solutions小动物平面型PET/SPECT成像系统.并提供纳米药物制造及活体成像等一系列解决方案。锘海生命科学的工作人员以良好的专业知识和素质赢得了老师们的众多好评，锘海在今后也依然会继续提供高质量的产品和服务。美国Spectradyne 纳米颗粒分析仪Spectradyne‘s nCS1为纳米粒快速定量测量提供了一个独特的平台。测量纳米粒时应用电学性质识别混悬介质中的粒子，而无需依赖其光学参数。该仪器可测量单个粒子并快速整合粒子尺寸、定量浓度以及Zeta电荷的统计数据。这一特殊性能将nCS1与市面上其他纳米分析仪区分开来。Photosound 小动物3D光声/荧光成像系统(PAFT)PAFT系统可同时实现近红外一区&近红外二区3D光声成像 （采用多光谱光声3D扫描系统提供670-2600 nm连续脉冲激光，每秒10次激光脉冲，光谱检测范围覆盖所有活体成像光学观测窗口）。具有100 um等向分辨率、高通量 (256个电子通道)、灵敏度高(60 nM ICG )、桌面式设计，方便使用、成像速度快 (完成一次3D扫描只需30秒)。 应用：肿瘤新生血管、肿瘤形态学、血氧饱和度、纳米材料的摄取和分布、药代动力学研究、生物分布、解剖学研究、脑补血管、动脉粥样硬化、组织生物学等。 比利时Molecubes 临床前成像PET/SPECT/CT PET系统结合了单晶闪烁体技术，采用硅光电倍增管、最新的光子计数技术以及基于GPU的事件定位技术和迭代法图像重建技术，能够实现亚毫米级别的图像分辨率。其5排扫描的构造在高通量的情况下，能够实现小鼠和大鼠高灵敏度全身成像。 SPECT系统拥有高分辨的探测器、获取专利的高孔准直器。其自主研发的图像重建软件能够实现快速成像并获得高质量的图像，可对所有常见的SPECT追踪的治疗和诊断标记成像。 CT系统能够在小鼠和大鼠的快速全身成像过程中以极低的剂量获得很高的软组织对比度。采用自屏蔽成像单元结构，能够实现门控和动态对比增强成像效果。 应用：药物研究（药物动力学/药效学/药物吸收分布）、蛋白表达研究、新陈代谢研究、基因表达研究、毒物学研究、灌注研究、细胞追踪、受体结合等领域。 以色列Aspect imaging MRI、PET/MRI系统 MRI系统是世界上紧凑型、高性能MRI系统的先驱者，可以实现小鼠、大鼠MRI成像，该系统提供了全面的临床解决方案研究（动物处理、生理监测及麻醉传输），量化疾病表达、监测疾病进展并评估疾病治疗效果。采用1T永磁场，操作简单、无运行维护成本、无需额外的基础设施来维持磁场。高性能，结构紧凑、永磁体、便于移动。 PET/MRI系统是全球首个用完整永久磁体/性价比最高的临床前PET/MRI一体成像系统。具有高质量图像、PET性能优越、安全紧凑，无磁场泄露维护成本低、无需制冷剂。 应用：解剖学、形态学成像，肿瘤研究、神经研究、造影剂成像等。 法国RX solution离体CT成像RX Solutions –半自动X-ray成像为用户带来最具价值的方案RX Solutions 最好的CT技术带来精确的测量&计量应用 § 为测量带来完全集成的CT扫描工作流§ § 无需额外工具§ 经过数据采集和重建后， VG Studio Max software使您能够处理的测量和检验各种插件 应用：一、学术研究：医疗&齿科、口腔科学 、矫形外科学 、材料科学、地质，石油&燃气、矿物&地矿、自然&生命科学；二、主要行业：汽车、电子、铸造、航空航天、塑料注塑、积层制造、珠宝；三、主要应用：度量、尺寸控制、逆向工程、零件检验、组装分析、失效分析、材料内部分析、壁厚分析。 法国Vilber NEWTON 7.0小动物荧光成像/生物发光系统8通道 LED激发光源，双磁控溅射镀膜的滤光片技术可以通过90%以上的光信号，非常窄的带宽可进行高效的光谱分离，从而增加检测灵敏度。检测光谱范围可以从400nm至900nm。满足GFP, YFP,Dyelight680, Cy5.5, Cy7等多种染料；配备7位滤光片轮双磁控溅射镀膜倒U型滤光片，最大程度降低杂散光。采用深度制冷CCD相机，-67℃低温，有效降低了背景噪点，暗电流仅有0.0002e/p/s，可以同时实现小动物荧光成像和生物发光。 应用：可视并追踪肿瘤的发育和疾病进展、信号重叠，多种荧光探针同时检测、体外或体内细胞迁移追踪、药物代谢&药物动力学研究、生物发光成像等。 Betsolutions小动物平面型PET/SPECT成像系统“β-eye”(PET)是 “eye”系列新成员，是一款适用于生物分子、纳米粒子分子成像的符合探测摄像机。γ-eye”(SPECT)是一款适用于放射性药物、放射性生物分子和纳米粒子的体内分子闪烁成像的γ摄像系统，特别适用于小鼠全身成像的台式系统，能够在用户选定的时间范围内进行动态或静态成像研究。 应用：识别探针在未知区域分布、确定最佳注射剂量和最佳分布时间、第一分钟内快速采集数据和成像、血液半衰期、药代动力学研究、实验前动物准备条件优化

9月21日，美国原子级精密制造工具的纳米技术公司Zyvex Labs发布公告，已推出世界上最高分辨率的光刻系统“ZyvexLitho1“，其使用电子束光刻技术，实现了768皮米(即0.768纳米)的原子级精密图案和亚纳米级分辨率。Zyvex Labs已经开始接受ZvyvexLitho1系统的订单，交货期约为6个月。EUV光刻机是当前先进制程的必备设备。荷兰阿斯麦（ASML）作为全球第一大光刻机设备商，同时也是全球唯一可提供EUV光刻机的设备商。在市调机构CINNO Research发布的2022年上半年全球上市公司半导体设备业务营收排名Top10报告中排名第二。Zyvex Labs此次推出的ZyvexLitho1光刻系统，基于STM扫描隧道显微镜，使用的是EBL电子束光刻方式，可以制造出了0.7纳米线宽的芯片，相当于2个硅原子的宽度，是当前制造精度最高的光刻系统。据悉，ZyvexLitho1光刻系统ZyvexLitho1的高精度光刻可以用于实验室阶段高端制程工艺的产品研发，是传统芯片制造所需光刻机的一个应用补充，主要可用于制造对于精度有较高要求的量子计算机的相关芯片，例如高精度的固态量子器件以及纳米器件及材料，对半导体产业的发展也具有巨大的促进作用。目前，Zyvex Labs已经开始接受订单，6个月内就可出货。对于这个新型光刻系统是否会威胁到EUV光刻的统治地位，赛迪顾问集成电路产业研究中心一级咨询专家池宪念表示：“短期内并不会“，他指出ZyvexLitho1是一种使用电子束曝光作为光刻方式的设备，与传统光刻机工作原理会有明显的差异。它是通过电子束改变光刻胶的溶解度，最后选择性地去除曝光或未曝光区域。它的优势在于可以绘制10纳米以下分辨率的自定义图案，是属于无掩模光刻直接写入的工作方式，精度远高于目前的传统光刻机。但是由于这类型设备的单个产品光刻的工作时间要在几小时到十几小时不等，工作效率方面还需进一步提高，因此不会快速取代EUV光刻机。

蓝宝石盘上生长的腺癌细胞，可观察单细胞内纳米药物的三维空间分布，图片由蔡司冷冻光电关联解决方案拍摄 纳米药物作为一个新兴的药物领域，有别于传统药物，在延长药物半衰期、药物靶向、提高药物稳定性和作用效率等具有非常大的优势，为药物研究提供了全新的领域。 纳米创新药物的研发过程离不开显微成像技术在材料科学和生物医学的多重应用，其中重要的纳米颗粒的形貌与结构表征和药物的功能性评价上，都需要显微镜将其可视化，助力以攻克相关研发难题，加速产业化进程。 负载金颗粒的 SiO2 球，图片由蔡司场发射扫描电镜GeminiSEM拍摄 从实验室到临床，纳米药物创造“看不见”的微观奇迹，蔡司显微成像提供多模态跨尺度的完整成像解决方案，见证每个微观瞬间，助力纳米药物研发的方方面面： l 药物颗粒表面形貌，内部结构及其在三维空间的分布情况分析l 纳米药物在亚细胞水平，3D 细胞团，类器官模型中的高分辨率观察l 作用机制研究及靶标生理功能的表现l 药物对细胞活性及毒性，健康活力的影响l 药物生产管理的可追溯工作流程 干粉吸入剂颗粒，图片由蔡司高分辨3D X射线显微镜拍摄 会议信息 显微成像赋能生物制药系列网络研讨会：纳米药物专题时间：7月26日 星期二 14:00-15:00 扫描二维码报名参会 显微成像赋能生物制药系列网络研讨会：7月 纳米药物专题8月 肿瘤免疫专题9月 制剂工艺专题10月 细胞治疗专题 本系列网络研讨会由蔡司显微镜与广州千江生物科技有限公司合作举办

国家自然科学基金委员会重大研究计划“纳米制造的基础研究”2009年度资助项目启动会日前在西安举行。国家自然科学基金委员会副主任姚建年院士、西安交通大学校长郑南宁院士、西安交通大学卢秉恒院士、中南大学钟掘院士、同济大学李同保院士、大连理工大学王立鼎院士、厦门大学田中群院士等出席启动会。　　姚建年在开幕词中指出，“纳米制造的基础研究”重大研究计划意义重大，该重大研究计划旨在通过原始创新性的研究，推动机械工程学科在基础性、前沿性等方面不断进展，期望在基础研究方面有重大突破，在国际上取得重要地位，在某一领域形成中国学派。他还代表基金委向指导专家组成员颁发了聘书。致辞后，姚建年与该重大研究计划指导专家组组长、西安交通大学卢秉恒院士共同点击开通了“纳米制造的基础研究”网站 (http://nm.xjtu.edu.cn)。　　基金委工程与材料科学部常务副主任黎明简要介绍了“纳米制造的基础研究”重大研究计划的立项过程。黎明还阐述了此次会议的主要目的：了解设立重大专项的意图和目标，通过受资助项目负责人的汇报与交流进一步了解受资助项目的研究内容、研究思路、存在的问题与面临的挑战，讨论并审议2010年度该重大研究计划项目指南。　　郑南宁在致辞中表示，纳米制造的基础研究是基金委重大研究项目中一项非常重要的内容，此次受资助的项目中大多与制造有关，而制造会永远伴随着人类在地球上存在。在全新的制造环境中，纳米制造是多学科领域的交叉，一定会促进该重大研究计划的进展。　　卢秉恒从“纳米制造的基础研究”重大研究计划的2009年计划概要、项目申请与评审情况、研究动态和问题、以及项目实施办法等方面对2009年申请和资助项目情况进行了总结汇报。　　据悉，2009年“纳米制造的基础研究”重大研究计划共收到来自86家单位的233份申请，分别涉及数学科学部、化学科学部、生命科学部、工程与材料科学部和信息科学部。其中，43份为重点项目，199份为培养项目。项目遴选的基本原则是面向国家发展重大战略需求，体现纳米制造的前沿基础，突出纳米制造的批量化、低成本、一致性等特点 围绕纳米制造中的科学问题与关键技术基础，鼓励多学科交叉联合 鼓励开展原创性的探索研究 鼓励开展实质性的国际合作研究。经过一系列评审程序，最终资助6项重点项目(资助额为200万~300万元)，培育项目36项(资助额为50万~60万元)，此外还批准了1项按重大研究计划实施管理方法设立的本计划实施管理费项目，总资助经费为3596万元。　　此次会议还讨论了2010年度的项目指南和重大研究计划的管理模式，与会专家进行了深入热烈的讨论，提出了许多建设性的意见和建议。　　专家组认为，为保证该重大研究计划的总体目标与资助方向的延续性，“纳米制造的基础研究”重大研究计划2010年继续重点支持以下五个领域：　　1. 基于物理/化学/生物等原理的纳米尺度制造——主要研究纳米结构生长、加工、改性、组装等纳米制造新方法与新工艺，纳米尺度制造过程中结构与器件的性能演变规律。　　2. 宏观结构的纳米精度制造——主要研究宏观结构的纳米精度制造的新原理、新方法与新工艺，纳米精度制造中原子/分子的迁移机制、表面/界面效应，纳米精度表面加工理论。　　3. 纳/微/宏(跨尺度)制造——主要研究跨尺度制造新原理与新方法，跨尺度制造中的界面行为与多场调控机制，跨尺度结构与器件的排列、操纵与集成。　　4. 纳米制造精度与测量——主要研究纳米尺度的计量溯源与误差评价，纳米制造精度设计理论，纳米结构的几何参数、机械/力学等物理性能的测量与表征。　　5. 纳米制造装备新原理——主要研究纳米制造装备的微扰动作用机制、非线性动力学行为与响应畸变特性、能量转化方式与工艺过程控制，纳米精度运动的驱动与控制新方法。

在长期对药物递送的研究中，学者发现纳米颗粒已成为克服常规药物制剂及其相关药代动力学限制的合适载体。随着微流控设备的创新混合和过滤技术发展，针对药物研究新领域的探索正在得到不断拓展。特别是脂质纳米粒携带药物的新发现吸引了研究人员的浓厚兴趣。脂质体已被证明在溶解治疗药物方面具有优势，可以控制药物长期缓释，大大延长了药物的循环寿命。微流体的性能对于在极小尺寸下精确制备脂质纳米粒作为药物载体具有巨大优势。在这一领域，德国布伦瑞克工业大学（TU）的一个科研团队利用Nanoscribe的高精度3D微纳加工技术发明了一种特制的微流控芯片。该芯片包含一个创新的混合器，用于生产单分散载药纳米颗粒，并进行精确的粒径控制。这将有助于推动新的药物递送概念发展。图示同轴层压混合器可以完全消除与带通道壁有机相的接触，同时有效地混合有机相和水相。这种独特的混合器包括同轴注射喷嘴、一系列拉伸和折叠元件以及入口过滤器是无法通过传统的2.5D微纳加工实现的，但是3D双光子聚合技术则可以完美实现加工制造。图片来自于Peer Erfle, TU Braunschweig生产有效且成本效益高的定制药物在制药行业广受关注。难溶性药物的特性限制其口服和非肠道给药，为解决难溶性问题，含有难溶性药物的脂质纳米粒将成为有效候选药物，因为它们提供更快的溶解速度。然而，生产这些脂质纳米粒则非常具有挑战性。整个流程包括多个步骤，例如纳米颗粒的制备和药物载体与纳米颗粒的结合。在纳米颗粒的生产过程中，重要的是管理窄粒径分布，以达到70 nm至200 nm的要求范围。为此，与批量混合技术相比，微流控系统提供了一种更为优化的解决方案。微流体能够精确控制和调节极少量液体的混合，且在微流体中的混合可同时实现纳米颗粒的制备。而这需要使用更有效、更复杂的混合元件来调节纳米颗粒的性质并优化混合机制。如今科学家们利用Nanoscribe公司双光子聚合（2PP）技术制作自由曲面三维微流控元件，并将其集成到复杂的微流控芯片中。这种多功能3D微加工的使用旨在实现缩小粒度分布。复杂微流控芯片3D微纳加工制作布伦瑞克大学（TU Braunschweig）的科学家们通过对微流控领域的研究发明了一种开创性的解决方案，以制备单分散的药物载体纳米粒。他们利用Nanoscribe公司的双光子聚合3D打印技术制作出完整的微流控芯片。该芯片采用独特的微纳混合器件，用于同轴层压和稳定的纳米颗粒生成。整个厘米级微流控芯片由一个连接到横向通道的主通道、一个用于同轴注射喷嘴、一系列3D混合原件和用于减少污染的入口过滤器组成。这种复杂的芯片设计因其小型化特性和极高的表面质量脱颖而出（如内径达到200µm的主通道，孔径达到15µm的入口过滤器）。可以混合有机相和水相的拉伸和折叠微纳元件具有复杂的3D结构。在以往，由于底部内切结构和开放圆柱区域难以成型，传统的2.5D微纳加工和使用微纳注塑成型的大规模生产是无法制造这种微流控系统的。由Nanoscribe公司打印系统制作的3D微纳加工微流控系统可实现用于生产特定尺寸的纳米颗粒，并具有高度复制性特点。用三个单独制作的微纳系统对相同的设计做了测试，结果显示出纳米颗粒大小在几纳米范围内的分散性变化非常小。该结果证实了基于Nanoscribe 2PP技术的3D打印能够生产出具有窄粒径分布的高重复性纳米颗粒。这些发现对未来实现纳米颗粒的平行生产制造具有重要意义。位于喷嘴下游的一个拉伸和折叠混合元件的SEM图像。图片来自于Peer Erfle, TU Braunschweig科研团队：Technical University Braunschweig – Institute of Microtechnology Technical University Braunschweig – Department of Pharmaceutics Technical University Braunschweig - PVZ - Center of Pharmaceutical Engineering Nanoscribe Photonic Professional GT2使用双光子聚合(2PP)来产生几乎任何3D形状：晶格、木堆型结构、自由设计的图案、顺滑的轮廓、锐利的边缘、表面的和内置倒扣以及桥接结构。Photonic Professional GT2 结合了设计的灵活性和操控的简洁性，以及广泛的材料-基板选择。因此，它是一个理想的科学仪器和工业快速成型设备，适用于多用户共享平台和研究实验室。Nanoscribe的3D无掩模光刻机目前已经分布在30多个国家的前沿研究中，超过1,000个开创性科学研究项目是这项技术强大的设计和制造能力的证明。更多有关3D双光子无掩模光刻技术和产品咨询欢迎联系Nanoscribe上海分公司 - 纳糯三维科技（上海）有限公司德国Nanoscribe 超高精度双光子微纳3D无掩模光刻系统： Photonic Professional GT2 双光子微纳3D无掩模光刻系统 Quantum X 双光子灰度光刻微纳打印设备

抗体-药物结合物（ADC）在靶向给药方面具有非常明显的优势，但其不足以克服肿瘤异质性所带来的给药局限。近日，来自美国康奈尔大学、斯隆凯特林癌症研究所和一家肿瘤药物公司的联合团队，采取分子工程的路径，开发了一种由超小（小于10 纳米）纳米颗粒-药物构成的缀合物（NDC），这种缀合物与ADC有许多相似之处，且在克服肿瘤异质性方面具有显著优势。相关成果4月22日在线发表于《材料化学》上。科研团队表示，NDC开发的关键挑战包括纳米颗粒载体和细胞毒性药物之间的连接化学设计，以及满足制造控制、稳定性和药物释放的严格标准。只有解决了这些关键环节，才可成功实现NDC的临床翻译。在这项研究中，科研团队采用相关化学方法和分子工程手段，通过精确调整粒子表面化学，将化疗药物和靶向部分共价连接到聚乙二醇（PEG）涂层包覆的超小二氧化硅纳米颗粒平台上，形成缀合物。这种方法利用颗粒表面PEG链之间的间隙来装载药物，与ADC相比，这种缀合物能够显著增强药物装载能力，同时保持良好的生物分布和药代动力学特征。为了在癌症治疗中实现高血浆稳定性和有效药物释放，科研团队开展了相关测试，将环戊二烯硅烷分子插入到颗粒的PEG层中，并与硅芯表面的硅醇基团缩合。通过进一步反应，环戊二烯基团随后被官能团化，从而实现点击化学，细胞毒性有效载荷最终通过可切割连接物点击到颗粒上，实现在癌组织内释放药物。科研团队表示，该研究产生的靶向NDC药物，最近已进入一二期人体临床试验。纳米颗粒-药物构成的缀合物结构示意图

近段时间，新冠病毒南非变种奥密克戎来势汹汹，针对这种变异病毒的疫苗开发正紧锣密鼓地进行，其中颇受关注的当属mRNA疫苗。一些知名制药企业表示可以迅速针对新变种调整mRNA疫苗，在100天内即可交付首批疫苗。可见，mRNA疫苗具有快速研发、快速制备的优点，此外还具有安全性和有效性好，持续时间长的优点，发展前景广阔。 mRNA进入细胞内部并发挥作用，面临两大难关 mRNA疫苗/生物药的原理：将含有编码抗原蛋白的mRNA导入人体细胞内部，直接进行翻译，形成相应的抗原蛋白，从而诱导机体产生特异性免疫应答，达到预防免疫或治疗的目的。 但是，mRNA要进入细胞内部并发挥作用，面临两大难关： 1 mRNA是带负电荷的长链大分子，细胞膜表面也带负电，静电排斥作用使得mRNA较难穿过细胞膜进入细胞内部；2 mRNA进入人体后，容易被体内的多种酶降解。 u mRNA“运载火箭” — 递送系统应运而生为了攻克这两大难关，mRNA“运载火箭”— 递送系统应运而生，其负责将mRNA成分完整地运送至目标靶点，并且在合适的时机和环境条件下及时释放。 u LNP — 目前mRNA药物主流递送系统核酸脂质纳米粒（Lipid nanoparticle, LNP）是目前mRNA药物主流的递送系统，其结构示意图如下图所示： https://www.precisionnanosystems.com/workflows/formulations/lipid-nanoparticles 核酸脂质纳米粒主要成分的作用核酸脂质纳米粒LNP除有效成分mRNA外，主要由四种成分组成： 这四种成分协同作用，护送有效成分mRNA穿透细胞膜，并在细胞质中有效地释放。因此，脂质纳米粒中四种成分的的含量对优化mRNA药物的给药方式，药效研究等具有重要意义。故有必要开发一种稳定可靠的分析方法，用于这四种成分的含量检测。 岛津解决方案l 分析仪器岛津生物惰性液相系统+蒸发光散射检测器Ⅲ l 方法学结果使用外标法绘制标准曲线，获得四种成分5~1000(/ 500)mg/L的宽线性范围。三个浓度（10、50和200 mg/L）标准品的保留时间和峰面积的RSD（n=6）分别在0.04~0.11 %和0.69~7.14 %之间，仪器精密度良好。 图1 脂质纳米粒四种成分标准品色谱图（50 mg/L） 表1 方法学结果 l 实际样品分析mRNA疫苗样品使用甲醇稀释10倍后，直接进样分析，样品中检测到LNP的四种成分，含量见下表。 表2 实际样品分析结果 结语mRNA疫苗安全、有效、周期短，是抗击新冠病毒战场上的新兵，也是一员不可忽视的猛将。脂质纳米粒递送系统则是mRNA能够穿透细胞膜，到达细胞内部有效表达抗原蛋白的关键。我们开发了一种使用岛津生物液相系统结合蒸发光散射检测器ELSD-LT Ⅲ同时分析脂质纳米粒中四种成分含量的分析方法，方法灵敏、稳定、可靠。四种成分含量多少，一测见分晓，为药学研究提供可靠的数据支持，助力变种新冠病毒mRNA疫苗开发快上加快！ 撰稿人：唐雪 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

第三届国际纳米药物大会将于 2018年 10月 15日至 17日在上海富悦饭店举办。会议的主题为“纳米药物创新与变革”。来自国内外的学术、临床和产业界的领军科学家和专家学者，将围绕会议的主题开展多学科讨论和深度交流。 锘海生命科学作为行业领先整体服务商和大会赞助商，为参会人员提供了纳米药物制备和分析，以及小动物活体成像的完整解决方案。锘海带来的行业领先科技和产品吸引众多科研和企业行业人士，展位人气爆棚！参展产品 加拿大 Precision Nanosystems 纳米药物载体制造系统通过微流控芯片技术制造纳米颗粒包裹体，可包裹药物，mRNA、siRNA，CRISPR，DNA，蛋白等，从低通量至高通量均可覆盖，适合于临床及临床前研究，并可在纳米颗粒表面添加marker制造靶向药物。 美国 Spectradyne 全自动纳米微米颗粒分析仪测量纳米粒时应用电学性质识别混悬介质中的粒子，而无需依赖其光学参数。该仪器可测量单个粒子并快速整合粒子尺寸、定量浓度以及Zeta电荷的统计数据。这一特殊性能将nCS1与市面上其他纳米分析仪区分开来。 西班牙Bionicia 静电纺丝及静电喷雾设备通过电流体动力学制备纳米/微纤维和颗粒流程（EHDA）俗称静电纺丝（纤维）或电喷雾（颗粒）。并且提供与之相关的产品和服务（CRO\CMO) 法国 VILBER NEWTON 7.0 小动物荧光/生物发光成像系统采用7通道 LED双光源激发，双磁控溅射镀膜的滤光片技术，可进行高效的光谱分离，检测光谱范围可以从400nm至900nm，可同时实现GFP, YFP, Dyelight 680, Cy5.5, Cy7等多种染料标记的小动物荧光/生物发光成像。 美国 Photosound 小动物3D光声/荧光成像系统(PAFT)可同时实现近红外一区&近红外二区3D光声成像 具有100 um等向分辨率、高通量 (256个电子通道)、灵敏度高(60 nM ICG )、桌面式设计，方便使用、成像速度快 (完成一次3D扫描只需30秒)的特点。 比利时 Molecubes 临床前成像PET/SPECT/CTPET/SPECT/CT能够实现小鼠（4只）和大鼠高灵敏度全身3D成像。PET具备出色的分辨率和灵敏度；SPET系统拥有高分辨探测器和专利准直器；CT系统能够以超低放射剂量获取很高的图像对比度。 希腊 Betsolutions小动物平面型PET/SPECT成像系统“β-eye”(PET) 是一款适用于生物分子、纳米粒子分子成像的符合探测摄像机。γ-eye”(SPECT)是一款适用于放射性药物、放射性生物分子和纳米粒子的体内分子闪烁成像的γ摄像系统，特别适用于小鼠全身长时间动态或静态成像的台式系统。 法国RX Solutions 离体CT成像系统DeskTomTM产品是占用空间最小的显微CT成像设备，有效视野大（25cm）,具备超高的立体分辨率和高精度的重复工作性能，为客户提供高端的小动物离体CT成像服务。 关于锘海锘海生物科学仪器（上海）股份有限公司（Nuohai Life Science）致力于提供先进的实验/研究与生产仪器、相关试剂耗材, 并提供专业的应用和技术服务支持。不断促进生命科学领域新技术发展，及时引进国外最新的技术和产品。同时，锘海生命科学为科研及企业客户提供全方位的CRO/CMO 服务，满足产业中的研发和生产需求。锘海生命科学在不断引进世界先进产品的同时，更注重培养专业的销售、技术和售后服务团队，本着客户至上的原则，为每一位生命科学工作者提供整体解决方案。 并提供持续而良好的售后服务，因此获得了广大客户的信任与认可。锘海生命科学成立于2004年，总部设在上海，并陆续在北京，广州，成都等地设立了8个办事处。保证了更快速有效的为全国客户提供咨询和技术服务。

纳米火箭可以自行组装成微型球体并使用过氧化氢作为燃料 这种技术或将帮助进行体内配药 1966年的电影《奇异的旅程》中描述了一艘微型飞船，它进入一位科学家的体内帮助治疗血栓 　　北京时间3月1日消息，据英国《每日邮报》报道，科幻题材再一次在科学家们努力下变成了现实：他们制造出了纳米火箭!就像是上世纪60年代电影《奇异的旅程》中的情节，这种纳米火箭有朝一日或许也将在人体内执行医疗任务。这种微型设备已经由荷兰奈梅亨大学的研究人员开发出来，他们认为这种技术将有望为患者带来福音。　　科学家们表示：“我们认为这是第一种现实可用的纳米电机。”首席科学家詹赫斯特(Jan van Hest)说：“我们的纳米火箭基于简单的设计，即聚合物泡囊，这是一种球形胶囊。”他说：“我们可以在这些胶囊内配置不同的内容物分子，将其和外部的标记分子，功能酶或肽段相匹配，如此一来我们将有望开启一些实际应用，如帮助在人体内递送药物等等。”　　纳米粒子的大小比细菌体型小10倍，它们可以自行组装成微型球体并使用过氧化氢作为燃料。铂纳米颗粒分解时会生成氧气和水，并同时释放出能量，推动“小火箭”前进。研究人员在《自然-化学》上撰文写道：“这将产生快速的排放作用，包括推力和定向运动。”　　然而，在这种新技术投入实际应用之前，还有一些困难需要去解决。首先过氧化氢是会耗尽的，因此这种小火箭需要能够自动补充燃料，并且它本身对于人体组织是有毒的。科学家们还需要学习该如何操控它们在人体内运行。不过，纳米工程师，美国加州大学圣迭戈分校的约瑟夫王(Joseph Wang)告诉记者说，这是“一项通往‘奇异旅程’的关键一步。”

时间2019年12月26日 下午14:00-15:00题目仿生纳米药物用于人脑胶质瘤的治疗主讲人刘艳杰 博士（河南大学）讲座形式网络讲座，手机或PC即可参与（会议链接和如下报名链接相同）内容简介由于血脑屏障（blood brain barrier, BBB）的存在，使得人脑胶质瘤成为癌症治疗中最棘手的肿瘤之一。BBB，其为脑部的自我平衡防御机制，它在保证中枢神经系统免受外来物质侵扰的同时，也阻碍了治疗药物通过非入侵性给药进入脑内。因此，发掘研究能协助纳米药物突破BBB的药物或靶向分子是治疗脑部疾病的当务之急。基于以上背景，讲者所在实验室设计了细胞膜伪装的肿瘤微环境响应的仿生纳米药物用于脑胶质瘤的靶向治疗。该智能仿生纳米药物合理解决了目前纳米药物面临的体内循环时间短、难以跨越BBB、被肿瘤细胞摄取量低和药物在病灶处释放缓慢等诸多关键问题，最终可望成功实现人脑胶质瘤安全高效的治疗。即刻报名扫描下方二维码，报名吧！主讲人简介刘艳杰 博士生物医学工程专业在读博士，现在河南大学从事仿生纳米药物用于人脑胶质瘤的治疗的研究。在Advanced materials，Biomaterials等杂志上发表论文2篇，申请国内专利2项。

p　　随着mRNA修饰和制剂等技术的不断突破，mRNA制药行业日渐成熟。Moderna、BioNTech和CureVac等公司都已拥有丰富的mRNA药物产品线，布局在肿瘤疫苗和抗感染疫苗等领域。本文将以这三家公司的技术平台和产品线为切入点，讲述mRNA药物的发展现状、核心技术及行业前景。/pp　　strongmRNA药物简介/strong/pp　　mRNA药物一直被寄予厚望，从上世纪90年代初步证实mRNA的药效开始，大量的精力投入到了mRNA药物的研发中。mRNA可以快速地在细胞内翻译，表达所需蛋白，适用于制作抗感染疫苗和肿瘤疫苗。然而，mRNA非常不稳定，进入体内后很快会被降解，成为困扰行业多年的症结，mRNA药物的研发一直在艰难中前行。/pp　　随着技术不断发展与成熟，多种技术被用于产生更稳定的mRNA。首先，是用人工合成的非天然核糖核酸替换天然核糖核酸来合成mRNA，这样可以逃避免疫系统的清除。其次，加上5’帽子、3’ poly(A)n尾和UTR序列等也能稳定mRNA，并增加翻译效率。再者，特殊的新型制剂技术可以有效地保护mRNA，并且促进免疫反应的产生。/pp style="text-align: center "img width="554" height="216" title="微信图片_20180807094631.jpg" style="width: 451px height: 180px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/96973997-f88d-4807-806e-3426ba5592ba.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="font-size: 14px "mRNA常用的结构修饰技术/span/pp　　mRNA药物技术的进步使行业进入了快速发展期，近几年，BioNTech、Moderna、CureVac和Arcturus等mRNA制药企业获得了大量的投融资，多个项目进入临床阶段，产品主要布局在肿瘤疫苗和抗感染疫苗等领域。/pp　　肿瘤疫苗是技术难度最大，需求最迫切的疫苗，其开发过程也非常曲折坎坷，最初的肿瘤疫苗通常使用肿瘤相关抗原，即正常组织中低表达，肿瘤组织中高表达的抗原，如MUC家族蛋白、PSA和NY-ESO-1等，然而，这些疫苗在上世纪90年代至2010年间几乎都在临床试验中失败。新一代的肿瘤疫苗使用肿瘤新抗原(neoantigen)，即肿瘤的突变分子，如KRAS突变等，它们只存在于肿瘤细胞中，正常组织中没有表达，能够提高对肿瘤细胞的特异性。而最新的个性化疫苗通过对病人肿瘤样本测序后获得肿瘤新抗原信息，并针对最有价值的新抗原制定个性化治疗方案，实现精准医疗。目前，mRNA、多肽和DNA都可用于制备肿瘤疫苗，后文将讲述mRNA疫苗的优势。/pp　　这里，我们对mRNA疫苗领域最大的三家公司——Moderna、BioNTech和CureVac进行比较介绍，并着重讲述在肿瘤疫苗方面的进展，由此展开对整个行业的展望。/pp　strongModerna/strong/ppstrong　1.公司简介/strong/pp　　Moderna Therapeutics成立于2010年，总部位于美国马塞诸塞州剑桥市，公司雇员500余人。公司首席执行官Sté phane Bancel 2011年加盟，寻求了大量融资，为公司迅猛发展功不可没。/pp　　2010年，Moderna的创始人之一Rossi发明了一种利用修饰的mRNA制作干细胞的方法。基于这项技术的巨大潜能，Rossi等人创立了Moderna。但使用非天然核糖核酸合成RNA的方法已有专利限制， Moderna的首要任务就是尝试新的RNA合成方法，避开专利限制。经过大量的尝试之后，Moderna开发了用1-甲基假尿嘧啶合成mRNA的方法。此后，Moderna又陆续开发了一系列新的mRNA合成修饰技术。/pp　　Moderna公司是RNA领域炙手可热的新星，该公司自2013与阿斯利康签订2.4亿美元的技术合作之后，又与Alexion Pharmaceuticals(亚力兄制药)、默克等制药公司签订技术合作，以及风险投资等融资方式，获得近20亿美元资金用于技术开发与临床研究，span style="color: rgb(255, 0, 0) "创下3年内融资14.25亿美金的全球生物医药领域私募股权融资的最高纪录。/span而这些在相当程度上得益于Moderna的CEO Sté phane Bancel，他在融资和资本运作上有相当出色的能力。/ppstrong　　2. 产品线/strong/pp　　该公司成立之后的相当长一段时间内都保持神秘，直到2017年1月才首次公布其产品线。该公司有四个不同研究方向的子公司： strongValera /strong(感染性疾病)， strongOnkaido/strong (肿瘤免疫治疗)， strongCaperna/strong (个体化肿瘤疫苗)，及strong Elpidera/strong (罕见病)，各子公司均以mRNA技术平台作为药物开发的基础。/pp　　Moderna已有包括肿瘤免疫、心血管疾病、肝病、治疗传染病和传染病疫苗的丰富的产品线。/pp style="text-align: center "img width="555" height="246" title="微信图片_20180807094627.jpg" style="width: 461px height: 147px float: none " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/4ce7799f-6304-43e8-9d77-33936167c0e0.jpg"//pp style="text-align: center "img width="553" height="297" title="微信图片_20180807094622.jpg" style="width: 463px height: 173px float: none " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/4982c9a8-bdcb-400a-9e6e-ad2a2d782ee7.jpg"//pp style="text-align: center "img width="556" height="96" title="微信图片_20180807094613.jpg" style="width: 465px height: 67px float: none " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/7462e2f3-3de5-4a39-8d53-1dcd6e42f0e6.jpg"//ppbr//pp style="text-align: center "img width="556" height="392" title="微信图片_20180807094610.jpg" style="width: 464px height: 185px float: none " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/58e651d6-5e63-4c5f-b8d0-f1e498cd4dc3.jpg"//pp style="text-align: center "　span style="font-size: 14px "Moderna公司产品线/span/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "mRNA-4157是个性化肿瘤疫苗，/span于2017年11月开始I期临床试验。mRNA-5671是靶向Ras突变的肿瘤疫苗，该项目是目前唯一公布的KRAS RNA疫苗，span style="color: rgb(255, 0, 0) "2018年5月3日，该项目获得Merck 1.25亿美元的投资。/span/pp　strong　3. 递送技术与专利/strong/pp　　Moderna采用脂质体纳米粒(LNP)递送技术，可以较好地维持RNA的稳定性。Moderna在Ras突变体序列、RNA结构元件和制剂等方面都有专利布局。/pp　　strongBioNTech/strong/ppstrong　　1. 公司简介/strong/pp　　BioNTech是一家德国生物技术公司，成立于2008年，员工650人。其创始人Ugur Sahin是德国美因茨大学的教授，也是Ganymed的创始人和Claudin 18.2抗体的研究发起者。/pp　strong　2. 技术平台与产品线/strong/pp　　BioNTech主要研发mRNA肿瘤治疗性疫苗，也有 CAR-T细胞治疗、双特异抗体及小分子药物项目。BioNTech于2017年在《Nature》上发表的个性化肿瘤疫苗的良好疗效引起一时轰动span style="color: rgb(255, 192, 0) "[1]span style="color: rgb(0, 0, 0) "。/span/span/pp style="text-align: center "img width="555" height="259" title="微信图片_20180807094606.jpg" style="width: 478px height: 195px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/39834cc4-b86b-4b6f-af62-eb60e3ac6ca5.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="font-size: 14px "BioNTech公司产品线/span/pp　　BioNTech在肿瘤疫苗方面有3种mRNA药物平台：①FixVAC® 是多种肿瘤相关抗原混合的肿瘤疫苗，不具有个性化 ②RNA-Warehouse是制作好包含多种抗原的疫苗库，鉴定病人的肿瘤特异性抗原后，选取对应抗原的疫苗治疗，有一定的个性化性质 ③IVAC® -Mutanome是通过测序得到病人所有的肿瘤特异性抗原，然后以此制定个性化的疫苗方案，再合成表达相应蛋白的mRNA作为疫苗，是个性化程度最高的疫苗，该类疫苗去年在临床试验中取得非常好的结果span style="color: rgb(255, 192, 0) "[1]span style="color: rgb(0, 0, 0) "。/span/spanspan style="color: rgb(255, 0, 0) "这3个平台产品的个性化程度越来越高。/span/pp style="text-align: center "img width="419" height="282" title="微信图片_20180807094601.jpg" style="width: 473px height: 253px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/c0bdd319-0890-43ff-a5c2-0e7178d6ea5f.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="font-size: 14px "BioNTech的3个mRNA疫苗平台，个性化程度依次增加/span/pp　　BioNTech还有通过RNA编码双特异抗体的技术平台DuoBody® ，该类RNA采用静脉注射给药，在体内表达双特异性抗体分子，目前处于临床前研究阶段。动物体内实验数据表明RNA分子能够在体内有效表达双特异抗体分子，并且有效抑制肿瘤的活性，结果于2017年发表在《Nature》上[span style="color: rgb(255, 192, 0) "2]span style="color: rgb(0, 0, 0) "。/span/span该平台选择了CD3× CLDN6，CLDN18.2× CD3，EpCAM× CD3等分子组合作为靶点。/pp　　BioNTech还有CAR-T细胞治疗和小分子药物的技术平台，但具体技术和靶点没有公布。/pp　strong　3. 制剂与专利/strong/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "BioNTech采用的脂质体运载Lipoplexes(LPX)技术很先进，可以很好地稳定mRNA。/spanBioNTech在RNA结构元件和制剂等方面布局了一系列专利。/pp　　strongCureVac/strong/ppstrong　　1. 公司简介/strong/pp　　CureVac由Ingmar Hoerr博士于2000年创立，专注于RNA药物的研发与产业化。CureVac总部位于德国T?bingen，有将近400名员工，已成为RNA制药行业的领军企业，是全球首家建立符合GMP标准的RNA生产线的公司。/pp　strong　2. 技术平台与产品线/strong/pp　　CureVac有4种RNA技术平台：RNActive、RNArt、RNAntibody和RNAdjuvant。/pp　　1)RNActive是编码抗原的mRNA疫苗。在肿瘤治疗领域，通过mRNA编码多种常见的肿瘤相关抗原，激活免疫系统攻击肿瘤细胞。在研项目有肿瘤治疗性疫苗CV9202。该平台还有用于预防病毒感染的疫苗，如预防狂犬病、流感和HIV感染的疫苗。/pp　　2)RNArt是编码蛋白的RNA，可以补充或替换原来细胞中的蛋白，目前有一个用于治疗浅表肿瘤的项目处于临床前研究阶段。/pp　　3)RNAtibody是编码抗体的RNA，与BioNTech的技术类似，但CureVac的在研项目应是编码单抗而不是双抗。span style="color: rgb(255, 0, 0) "细胞内表达的抗体可以靶向胞内的蛋白，阻断蛋白之间的相互作用，这是目前的抗体药物无法做到的。/spanRNA在细胞内编码的蛋白有人体的翻译后修饰，更易于制备多种抗体的混合物，有更好的药代动力学，可以保持高AUC，能持续、稳定地产生抗体。再者，用RNA生产抗体更简单、快速，CMC工艺稳定性更好。/pp　　4)RNAdjuvant是促进免疫反应的Long non-coding RNA。用于激活免疫反应。/pp　　基于以上四大技术平台，CureVac有丰富的产品线，主要分为3个大类，包括肿瘤治疗，预防病毒感染和基于RNA的分子治疗。/pp style="text-align: center "img width="555" height="593" title="微信图片_20180807094555.jpg" style="width: 494px height: 359px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/8fc7be8c-a29a-4f36-8270-331582db0f97.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="font-size: 14px "CureVac公司产品线/span/pp　　CureVac肿瘤方面的在研产品进展最快的是肿瘤疫苗CV9202和免疫佐剂CV8102。/pp　　CV9202是编码NY-ESO-1，MAGE-C2，MAGE-C1，Survivin，5T4，MUC1等常见肿瘤相关抗原的RNA混合物，通过激活免疫反应治疗肿瘤。值得注意的是CureVac之前有类似的编码PSA，PSMA，PSCA，STEAP，ACPP，MUC1等肿瘤相关抗原的肿瘤疫苗项目CV9104，已由于临床II期试验疗效不佳而终止研发。/pp　　CV8102是由长非编码RNA制成的免疫佐剂。该药物通过瘤内注射给药，刺激TLR 7，8和RIG-I等先天免疫信号通路，激活免疫反应。与免疫检查点抑制剂如PD-1抗体联用有协同效应。/pp　strong　3. 制剂和专利/strong/pp　　CureVac最初使用鱼精蛋白制剂技术，这种制剂对RNA的保护较弱，不是理想的制剂。后来CureVac与Acuitas Therapeutics合作，使用其LNP制剂技术代替原来的鱼精蛋白制剂技术，可以使疫苗激活的免疫反应提高约10倍。/pp　　span style="color: rgb(255, 192, 0) "三大公司比较/span/pp　　strong1. 产品线比较/strong/pp　　在肿瘤疫苗方面，span style="color: rgb(255, 0, 0) "BioNTech的产品最全面/span，覆盖肿瘤相关抗原疫苗(FixVAC® )、半个性化疫苗(RNA-Warehouse)和个性化疫苗(IVAC® -Mutanome)，span style="color: rgb(255, 0, 0) "且其个性化疫苗进展最快/span。Moderna的疫苗包括个性化疫苗和肿瘤新抗原KRAS突变疫苗。CureVac的肿瘤疫苗都是肿瘤相关抗原疫苗，相对更为保守。/pp　strong　2. 制剂技术比较/strong/pp　　制剂技术是mRNA制药的核心技术与门槛之一。BioNTech采用的LPX技术可以很好地稳定RNA，并且制剂自身应有免疫佐剂的作用，是很好的制剂技术。Moderna和CureVac现在使用的LNP制剂技术也能稳定RNA。值得一提的是CureVac此前采用的鱼精蛋白制剂并不能很好地保护RNA，因此他们与Acuitas Therapeutics合作获得了LNP技术，并更换了以前许多产品的制剂。/pp　strong　3. 专利布局比较/strong/pp　　专利方面，BioNTech对UTR序列和3’ poly(A)n尾等RNA结构元件进行了专利保护，Moderna则有一系列专利保护RNA核苷酸的修饰方式。BioNTech和Moderna都有一系列制剂专利，包括纳米脂质体和阳离子试剂等。/pp　　strong4. 生产工艺/strong/pp　　RNA的生产比较简单，核酸药物虽然归属于生物制品，但其通过合成制备，因此在生产上兼具大分子和小分子药物的特性。通常治疗所需mRNA的量很低，通过高通量合成可以轻松制备，但纯度检测是一大挑战，常见的杂质包括模板DNA和合成不完全的RNA等。目前FDA和ICH还没有专门对于核酸药物质量的期望和标准，在国内外都是暂行参照基因治疗的相关规定进行申报。/pp　　三家公司作为专业的mRNA制药公司，在生产上都有成熟的体系，建立了符合GMP标准的mRNA生产线。CureVac更是于2006年就建立了全球首个GMPmRNA生产线。最近，这几大公司都在扩建mRNA生产规模，以满足更大的临床需求。/pp　　span style="color: rgb(255, 192, 0) "mRNA药物发展前景/span/pp　　mRNA作为新技术药物，具有一些原有药物种类不具备的优势。mRNA翻译快速，会在体内自动降解，并且本身也有激活免疫反应的作用，再者，其易于改造插入基因片段。同时，mRNA还生产简单，合成快速，成本较低。mRNA相较于DNA的优势在于不局限于分裂细胞，没有整合宿主基因组的风险，且起效更快。多肽也是制作疫苗的一种选择，但其抗原呈递受到MHC单倍型的限制，且半衰期较短。对于制作个性化疫苗，mRNA的快速合成的特性使其成为节约时间非常合适的选择。除了用作疫苗，mRNA药物也可作为蛋白补充或替代疗法，治疗其他多种疾病。在解决mRNA的稳定性和递送问题后，它已成为一种非常理想的药物形式，表现出其独特的优势。/pp　　个性化疫苗技术的日趋成熟也使mRNA药物炙手可热。个性化疫苗是一种高度定制的精准医疗方法，特别适用于癌症这种异质性极高的疾病。个性化疫苗涉及多个领域，需要整合不同的资源，诸如测序、分析、药物快速合成和医院的资源。随着近年来测序和分析技术的快速发展与成本降低，个性化疫苗的研发也迅速兴起。去年发表的个性化疫苗临床试验的良好疗效使mRNA疫苗形势大好。/pp　　然而，该领域的技术门槛较高，有经验者极少，不仅要解决mRNA的稳定性和递送问题，还要建立一套完整的检测分析、质控和验证方案，并与CDE充分沟通。目前国内只有屈指可数的如上海斯微和江苏健安等企业在进行mRNA药物的研发，较高的风险与较低的成熟度使大多数企业望而却步。/pp　　span style="color: rgb(255, 192, 0) "总体而言，mRNA药物已进入发展的黄金时期，具有广阔的前景，是一个值得投入期望的领域。/span/ppspan style="color: rgb(255, 192, 0) "　　参考文献：/span/pp　　1. Sahin, U. et al. Personalized RNA mutanome vaccines mobilize poly-specifictherapeutic immunity against cancer. Nature547, 222-226 (2017)./pp　　2. Stadler,C.R. et al. Elimination of largetumors in mice by mRNA-encoded bispecific antibodies. Nat Med 23, 815-817(2017)./pp style="text-align: right "span style="font-size: 12px "作者 l 悟行　编辑 l 细胞房间/span/ppspan style="font-size: 14px " /span/p

纳米制造基础研究重大研究计划集成项目指南发布　　国家自然科学基金重大研究计划遵循&ldquo 有限目标、稳定支持、集成升华、跨越发展&rdquo 的总体思路，围绕国民经济、社会发展和科学前沿中的重大战略需求，重点支持我国具有基础和优势的优先发展领域。重大研究计划以专家顶层设计引导和科技人员自由选题申请相结合的方式，凝聚优势力量，形成具有相对统一目标或方向的项目群，通过相对稳定和较高强度的支持，积极促进学科交叉，培养创新人才，实现若干重点领域或重要方向的跨越发展，提升我国基础研究创新能力，为国民经济和社会发展提供科学支撑。　　国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)现公布纳米制造的基础研究重大研究计划2013年度集成项目指南(见附件)。　　一、申请条件　　本重大研究计划集成项目申请人应当具备以下条件：　　1.具有承担基础研究课题的经历 　　2.具有高级专业技术职务(职称) 　　3.前期承担过本重大研究计划的培育项目或重点支持项目，并且所提研究方向与此次集成项目主要资助方向一致 对没有承担过本重大研究计划项目的科研人员，根据集成方向研究需要，也将遴选少量项目参与集成。　　正在博士后站内从事研究、正在攻读研究生学位以及《国家自然科学基金条例》第十条第二款所列的科学技术人员不得申请。　　二、限项规定　　具有高级专业技术职务(职称)的人员，申请或参与申请本次发布的重大研究计划集成项目不限项。　　三、申请注意事项　　1.申请人应当认真阅读本通告和项目指南，不符合通告和项目指南的申请项目不予受理。　　2.根据计划安排，本重大研究计划2013年度只接收集成项目申请。　　3.集成项目申请需经专家评审、论证，成熟一个启动一个。每个集成项目的经费平均资助强度为1500万/项，资助期限为4年。2013年度申请书中的研究期限应填写&ldquo 2014年1月-2017年12月&rdquo 。　　4.每个集成项目的依托单位与合作研究单位数合计不超过3个 集成项目的参与者必须是重大研究计划的实际贡献者，主要参与者不超过9人。　　5.申请人可根据拟解决的具体基础科学问题，在认真总结国内外已有成果、明确新的突破点以及如何探索的基础上，自主确定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的经费预算。　　6.集成项目应体现重大研究计划&ldquo 创新性、基础性、前瞻性、交叉性&rdquo 的研究特征，突出有限目标和重点突破，明确对实现研究计划总体目标和解决核心科学问题的贡献。申请书内容应体现如下几个方面：　　(1)在集成方向相关领域近期取得的主要进展 　　(2)拟开展的与集成方向相关的研究内容 　　(3)为实现总体科学目标和多学科集成的需要，申请人应承诺在研究材料、基础数据和实验平台上的共享 　　(4)为避免重复资助，如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的国家其他科技计划项目，应当在报告正文的&ldquo 研究基础&rdquo 部分论述申请项目与其他相关项目的区别、关联与侧重。　　7.本重大研究计划采用在线撰写申请书方式，对申请人具体要求如下：　　(1)申请人向依托单位索取用户名和密码，登录ISIS系统，申请书中的资助类别选择&ldquo 重大研究计划&rdquo ，亚类说明选择&ldquo 集成项目&rdquo ，附注说明选择&ldquo 纳米制造的基础研究&rdquo ， 根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。以上选择(书写)不准确或未选择(书写)的项目申请将不予受理。　　(2)申请人完成申请书撰写后，在线提交电子申请书，下载并打印最终PDF版本申请书，向依托单位提交签字后的纸质申请书原件。　　(3)申请人应保证纸质申请书与电子版内容一致。　　8.本重大研究计划申请报送日期为2013年8月19-23日16时。由项目材料接收工作组负责接收申请书(联系电话：010-62328591)。　　9.依托单位应对本单位申请人所提交申请材料的真实性和完整性进行审核，并在规定时间内将申请材料报送自然科学基金委。具体要求如下：　　(1)应在自然科学基金委规定的项目申请截止日期(8月23日16时)前提交本单位电子申请书，并统一报送经单位签字盖章后的纸质申请书原件(一式1份)及要求报送的纸质附件材料。　　(2)报送申请材料时，报送本单位公函和申请项目清单。材料不完整不予接收。　　(3)应通过ISIS系统对申请书逐项确认。　　(4)可将纸质申请书直接报送或邮寄至自然科学基金委项目材料接收工作组(行政楼101房间)。采用邮寄方式的，请在项目申请截止日期前(以发信邮戳日期为准)以速递方式邮寄，并在信封左下角注明&ldquo 重大研究计划项目申请材料&rdquo 。请勿使用包裹，以免延误申请。　　10.为加强项目的学术交流，促进多学科交叉与集成，本重大研究计划每年将举办一次资助项目的年度学术交流会，并不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动，并汇报项目的研究进展。　　附件：纳米制造的基础研究重大研究计划2013年度集成项目指南　　原文请见：关于发布纳米制造的基础研究重大研究计划集成项目指南的通告

mRNA是一种很有吸引力的疫苗方式，它在抗原设计上的灵活性以及开发和生产的速度，使得mRNA疫苗成为一种极为重要且经济效益巨大的干预手段。2020年的新冠疫情使得mRNA疫苗和药物受到全球范围内的广泛关注，Moderna和Pfizer/BioNTech迅速开发出非常有效的核苷修饰mRNA-LNP疫苗，采用LNP作为运输载体，并带动了mRNA领域研究的蓬勃发展。 图1：多款新冠 mRNA 疫苗采用LNP 【来源：International Journal of Pharmaceutics，国金证券研究所】小德在往期的文章“冷冻干燥技术助力新型mRNA疫苗研发与生产”中介绍了mRNA疫苗的研发与生产，今天带大家了解一下mRNA疫苗的递送技术LNP。递送mRNA最为有效的常用载体—LNPmRNA分子量大、亲水性强，但自身的单链结构极不稳定，易被降解。mRNA的有限寿命使细胞能够快速改变蛋白质合成以响应其不断变化的需求，却难以满足成药性的要求。加上mRNA分子本身携带负电荷，难以穿过表面同为负电荷的细胞膜，所以需要特殊的修饰或包裹递送系统才能实现mRNA药物的胞内表达，因此，递送技术是mRNA公司的核心*技术之一。递送mRNA疫苗的手段有物理方法、病毒载体方法和非病毒载体方法。脂质体及其衍生物已成为目前递送mRNA最有效的非病毒载体。用于递送mRNA疫苗的脂质载体主要分为以下几种：脂质体复合物（LP），脂质体聚合物（LPR），脂质体纳米粒（LNP），阳离子纳米乳（CNE）。脂质体纳米粒（LNP）是mRNA药物常用的载体。LNP是一种多组分系统，通常由可电离脂质或阳离子类脂质化合物、辅助脂质、胆固醇、保护剂聚乙二醇-脂质共轭物组成。其作用是确保长链核酸分子的压实，保护其在细胞外酶的作用下不降解，并提供由于内吞作用（吞噬作用或胞吞作用），而将纳米颗粒转运到细胞中，随后将mRNA从内体（吞噬体）释放到细胞质中，用于翻译和表达具有免疫原性表位的蛋白质。 图2：LNP结构组成 【来源：Science】每种LNP都由4种辅料构成，包括可电离脂质（与mRNA结合，将其电荷由负电荷转化为电中性，同时限制颗粒毒性）；另3种脂质可以维持粒子的结构并提高稳定性。用LNP将mRNA包封，从而保护LNP中的mRNA，还可解决mRNA疫苗稳定性差的问题。为了疫苗能有效地在全球范围内进行流通，我们期望mRNA-LNP疫苗最好能够在冷藏温度（2-8°C）或更高的温度下有足够长的有效期。目前，公开资料中几乎没有关于mRNA-LNP 制剂长期储存稳定性数据。Moderna和BioNTech/辉瑞的新冠疫苗分别需要在-15~-25℃和-60~-90℃储存。mRNA-LNP 需要冷冻储存，对疫苗在全球运输、储存和流通是个极大的挑战。当前迫切需要研发出性质更加稳定不需要冷冻储存的mRNA-LNP疫苗。宾夕法尼亚大学与德国BioNTech学者共同在Molecular Therapy发表过一篇文章：Lyophilization provides long-term stability for a lipid nanoparticle-formulated, nucleoside-modified mRNA vaccine。 图3：Molecular Therapy研究文章用SP Scientific VirTis Genesis 35L Pilot Lyophilizer冻干机（见图4），对脂质纳米颗粒为载体的修饰核苷酸mRNA疫苗进行了稳定性研究。研究发现核苷酸修饰mRNA-LNP疫苗室温储存12周和4℃储存至少24周物理化学性质没有显著变化。小鼠研究中表明，萤火虫荧光素编码的冻干剂型mRNA-LNP依旧可以高水平表达，在室温储存12周或4℃储存至少24周后，未观察到编码HA的mRNA-LNP疫苗的免疫原性降低。该研究为克服核苷修饰mRNA-LNP疫苗的长期储存难题提供了一个潜在的解决方案。 图4：SP ScientificVirTisGenesis35LPilotLyophilizer冻干机瑞科吉生物的冻干剂型mRNA-LNP新冠肺炎疫苗采用LNP递送系统，应用自主开发的冷冻干燥技术实现了4℃和25℃条件下的制剂稳定性。该疫苗可在常规冷链条件下贮存与运输，极大地提高了疫苗的可及性。研究成果已在 bioRxiv 在线发布，题为Lyophilized mRNA-lipid nanoparticle vaccines with long-term stability and high antigenicity against SARS-CoV-2。作为全球范围内初款冻干mRNA疫苗，若该疫苗能够顺利通过临床成功上市，将对改变全球疫苗分发不均、新冠持续肆虐的困局起到关键作用。 图5：瑞科吉生物疫苗研究成果 冻干疫苗的优势及工艺开发，请移步往期文章“冷冻干燥技术助力新型mRNA疫苗研发与生产”。mRNA-LNP疫苗的长期储存解决方案SP Scientific 研发及生产型冻干机关于mRNA-LNP疫苗的一些问题问：如何准确实现冻干mRNA-LNP疫苗中关键配方温度测量？ 图6：冻干显微镜Lyostat5及搭配使用的DSC模块 英国Biopharma Group公司提供的冻干显微镜Lyostat5及可与显微镜搭配使用的DSC模块，可以轻松实现配方关键温度（Tc, Teu, Tg’)的测量。 问：如何快速实现mRNA-LNP冻干工艺开发和优化？SP Scientific提供的Lyostar冻干机仅需运行一个遁环即可自动摸索和开发冻干工艺。结合全球先进的冻干PAT技术（Smart 全自动工艺开发技术，Controlyo晶核控制技术，TDLAS实时水蒸汽测量技术），使漫长复杂的工艺摸索变得简单快捷有效。 图7：Lyostar 全智能冻干工艺开发与优化问：是否有冻干mRNA-LNP疫苗的案例？辉瑞、莫德纳，阿斯利康、强生均已在使用SP Scientific Lyostar智能工艺开发冻干机进行新冠冻干疫苗的研发。

美国麻省理工学院的一个科研小组利用金纳米粒子以及红外线，研制出了一个递送数种药物的可控装置。　　科研小组在最新一期《美国化学学会-纳米》杂志上报告说，其设计所依据的原理是当金纳米粒子暴露在红外线之下时，它们就会融化，释放出其表面所携带的药物。不同形状的金纳米粒子会对不同波长的红外线发生反应，因此只要控制红外线的波长，就能控制金纳米粒子所携每种药物的释放时间。　　癌症、艾滋病等很多疾病的治疗都涉及多种药物治疗方案。目前已有的药物递送装置最多只能释放两种药物，而且释放时间必须提前设定。而这种新型药物递送装置可以从患者体外进行控制，且理论上最多可以递送4种药物。

[导读]目前，美国科学家成功研制出一种叫做“铁磁纸”的纳米等级材料，它是用纳米等级铁磁微粒灌注在普通纸张上，这种材料可用于制造微型机器人、研究人体细胞的微型镊子等。腾讯科技讯(编译/悠悠)据美国科学日报报道，日前，美国普渡大学的研究人员成功研制一种磁性“铁磁纸”，它可用于制造手术仪器中的低成本“微型发动机”，研究细胞的微型镊子，微型机器人以及小型扬声器等。美国科学家成功研制出一种叫做“铁磁纸”的纳米等级材料　　这种特殊材料是采用矿物油和氧化铁“磁纳米微粒”浸透在普通纸张或者报纸上形成的，然后这种带有纳米微粒的纸张可在磁场中应用。电子计算机工程兼生物医学工程师教授芭芭克-齐伊(Babak Ziaie)说：“纸张是一种多孔基体，因此我们可以在纸张上承载一些特殊的物质，使其具备独特的功能。”　　该新材料以低成本方式制造小型立体扬声器，微型机器人或者具有多种用途的发动机，其中包括控制细胞的镊子和最低程度侵入手术的柔韧性机械手指。齐伊说：“由于铁磁纸非常柔软，并不会对人体细胞或者组织构成损害，而且制造起来非常便宜。你可以剪裁一小块，用于制造微型发动机。”　　一旦普通纸张上浸入“铁磁流体”混合物，纸张就覆盖着一层生物塑料薄膜，它具有一定程度的抗水性，避免液体蒸发，并能显著提高强度、硬度和弹性等机械性能。这项新材料的详细资料将于1月24日至28日在香港召开的第23届微电子机械系统IEEE国际会议上公布。　　由于这项技术成本并不昂贵，不需要特殊的实验室制造，它可普遍地应用于大学和高校制造微型机器人和其他工程科学器件。这种纳米等级磁性微粒可从商业途径获得，磁性微粒的直径仅有10纳米，相当于人体头发的万分之一。铁磁纳米微粒中含有铁原子。　　齐伊说：“或许你未曾使用过纳粒微粒，但是它们要比其他较大的微粒更容易使用，而且价格更便宜，纳米微粒的价格也非常低廉。”　　研究人员使用一种叫做磁场排放扫描电子显微仪研究纳米微粒如何灌注在某些纸张中，齐伊说：“所有类型的纸张都可以使用，但是新闻报纸和柔软的纸张特别适合，这是由于它们具有很好的多孔性。”　　研究人员现使用该材料制造小型悬臂致动器，这种结构非常类似于潜水艇，可在磁场中通过震动实现移动。齐伊说：“悬臂致动器非常普通，它们通常是由硅材料制成，而硅材料价格较高，要求在特殊的清洁室内制造完成。因此使用价格低廉的‘铁磁纸’是非常好的选择，它要比当前使用的硅材料价格便宜100倍。”　　目前，研究人员还将铁磁纸制造成折纸，从而研究更为复杂的设计。

俄罗斯国立核研究大学与其他机构的科研人员合作，开发出一种纳米探针，可以精准地向病变组织递送药物。有关专家称，该研究成果将有助于开发通用的靶向药物递送工具，有效治疗心血管疾病、癌症、糖尿病和一些其他疾病。相关论文发表在《纳米材料》杂志上。　　向特定组织和细胞靶向递送药物是治疗病灶性疾病最重要的方向之一，包括心血管疾病、癌症、肺结核、两种类型的糖尿病和其他疾病。近年来的最新方法是通过纳米探针（能够携带药物和特殊分子的特殊结构）靶向病灶来实现。探针必须很小，大约几十纳米，同时它应具有严格定义的理化特性和尽可能低的毒性。　　目前，世界上创建此类系统的技术正处于早期发展阶段，关键任务是研究药物递送过程。这就要求能够实时观察到探针在体内的移动，为此要使用特殊的激光照明。　　俄国立核研究大学纳米生物工程实验室与莫斯科谢切诺夫第一国立医科大学、布洛欣国家肿瘤医学研究中心和法国兰斯香槟—阿登大学的科研人员，合作开发的新型超微探针满足了所有这些条件。　　这种新型纳米探针由一个光致发光纳米晶体（量子点）和附着在其表面的吖啶衍生物分子（帮助探针穿过细胞膜的药物）组成。该系统与同类产品相比，优势在于尺寸超小，而CT亮度更高。　　俄国立核研究大学纳米生物工程实验室副主任帕维尔萨莫赫瓦洛夫说，量子点是应用于一些高科技领域的荧光纳米结构，吸收光谱宽，发射光谱窄，由纳米晶体的尺寸决定。也就是说，一个量子点会以特定的颜色“发光”，这些特性使其成为医学中超敏感生物对象检测的近乎理想工具。　　据悉，新型探针的尺寸大约15纳米，只有人体细胞的数百到数千分之一。CT扫描仪明亮的发光效果使研究人员可以通过定向激光束来追踪探针在身体组织中的移动。特殊的端羧基聚乙二醇外壳使纳米探针具有生物相容性，实验表明，它能够在细胞中迅速积累到所需的数量。　　帕维尔萨莫赫瓦洛夫解释说，这种新型纳米探针主要用于开发抗癌药物靶向递送工具的实验研究，已经成为这种通用工具的原型。

据每日科学网报道，美国斯坦福大学的研究人员开发出一种新型的传感器芯片，可以大大加快药物开发过程。这种由高度敏感的纳米传感器构成的微芯片，可以分析蛋白质如何相互结合，在评估药物的有效性及可能带来的副作用方面迈出了关键一步。　　这种新型生物传感器只需要一厘米大小的纳米传感器阵列，就能以高于现有任何传感器数千倍的能力持续不断地监测蛋白质的结合活动。新的传感器可以同时监测成千上万种反应，而且比目前的“金标准”方法敏感性更强，并能更快地提供检测结果。　　该纳米传感器阵列有两大重大进步。首先是将磁性纳米标记附着在被研究的蛋白质上，大大地提高了监测的灵敏度。其次，研究人员开发了一种新的分析模型，以监测数据为依据，只要几分钟就能准确地预测结果。而目前其他的技术只能同时监测四种反应，需要长达数小时的时间才能获得结果。　　研究人员在数年前就开发出了磁性纳米传感器技术，在检测小鼠血液中癌症相关蛋白的生物标志物时发现，其敏感性远高于其他技术，检测浓度为其他技术检测浓度的千分之一。　　研究人员将磁性纳米标记附着在特定的蛋白质上，当其与另一个连接到纳米传感器的蛋白相结合时，磁性纳米标记改变纳米传感器周围的磁场。为了确定蛋白与药物之间的结合强度，研究人员将乳腺癌的蛋白放入纳米传感器阵列，同时将从肝脏、肺、肾脏及其他组织获得的蛋白也放入纳米传感器阵列，然后测量附着了磁性纳米标记的药物与各种蛋白的结合强度。这样可以不通过临床实验，就可以初步断定该药物的副作用。虽然目前的芯片每平方厘米只有1000个传感器，但研究人员表示，同样大小的芯片传感器可以增加到数万个之多。　　下一步研究人员将利用这种新型生物传感器微芯片来研究正在开发的药物，研究人员确信这将极大地加快药物开发的进程。

自辉瑞/BioNTech和Moderna的2款mRNA疫苗上市以来，mRNA行业拥有的巨大前景已经得到了广泛的认可，诸多企业也已纷纷进军。然而，受限于核酸药物的开发难度，不少企业在研发初期都会遇到同样的问题：如何进行有效的核酸包裹？ 为了给更多的读者提供可借鉴的参考，小编将重点介绍MicroFlow™ 系列微流控设备，阐述其在核酸药物开发中起到的助力作用！MicroFlow™ 系列设备MicroFlow™ 系列微流控设备由铭汰医药设备（上海）有限公司开发，其开发之初就有着长远的设计考虑：依靠独特的芯片技术，使纳米药物早期开发、临床前放大及未来GMP生产实现工艺的无缝衔接。知识梳理在介绍设备之前，我们先来梳理一下核酸药物制备相关的知识。核酸药物的制备过程包括合成､修饰和递送三个环节。之所以将药物制备为纳米级，是因为在递送环节中纳米级的颗粒更容易透过血管壁和细胞膜等生物屏障；修饰环节则主要依靠配方的调整以及优化；而首个环节—合成环节，则需要借助于专业的设备，铭汰的MicroFlow™ 系列微流控设备可以合成直径为40-500nm的纳米粒子，其合成粒子的主要类型可参考图1。图1.纳米粒子类型图接下来，小编将分别介绍MicroFlow™ 系列微流控设备的四款产品。铭汰 Microflow T产品特点：1.Microflow T合成量为25μL~250μL，用于早期大量配方的筛选，可节省研发初期的成本消耗。2.单次制备可在数秒时间内完成，可缩短处方筛选耗时。3.混合过程高度均一且可重复。4.设备根据大量实验确定了较为通用的反应比，降低了试错成本。铭汰 Microflow S产品特点：1.Microflow S合成量为0.5~60 mL，旨在从实验规模上开发变革性药物，可制备少量样品，应用于小动物实验。2.制备速度快，总流速为0.1~50 mL/min，可节省大量时间。3.产物纳米粒子，粒径高度均一且可调；批次间重复性高。4.操作简单，可通过调整总流速、流速比等参数，来合成不同粒径的纳米粒子。铭汰 Microflow M产品特点：1.Microflow M合成总流速可达120L/h，有效的扩大了实验室合成规模，适用于更大的体内研究，如非啮齿类模型。2.保留核心的芯片技术，产品粒径、PDI与Microflow S设备无差异，实现工艺放大的快速转移。3.所有核心部件均具有高寿命、低故障率等特点；所有相关配件耐用且易更换。4.操作软件终生免费升级，提高适用性。铭汰 Microflow G产品特点：1.合成速率：120L/h（可根据需求定制，提升制备量）。2.承袭 Microflow M 特性的同时，优化设备细节，使其符合 GMP 要求。可进行大规模临床生产。3.使用与Microflow M相同的芯片设计，减少放大过程中的影响因素。4.一次性液体管路，消除清洁负担。读到这里，相必大家对于铭汰的设备已经有了初步的了解。随之可能会产生一个疑问：每一款产品是否都有与之匹配的芯片？答案是肯定的，以Microflow S设备为例，图6即为与之匹配的FlowTech S芯片。其最大特点为：在合成均一纳米粒子的前提下，能进行多次重复使用，大大的减少了研发成本。图6. FlowTech S芯片图微流控设备已经成为核酸药物开发者们的常用设备，其在合成均一纳米粒子方面有着显著的优势，铭汰公司的MicroFlow™ 系列微流控设备更是着眼长远，努力为纳米药物研究各个阶段提供解决方案。

近日，中山大学附属第七医院肾泌尿外科中心庞俊教授团队在载药纳米超声造影剂研究中取得成果，在国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF=9.229，JCR1区）上发表研究性论文。图1｜国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF=9.229，JCR1区）超声（US）由于其安全性、非放射性、实时监测和低成本而被广泛用于临床诊断成像。然而，传统的超声造影剂（UCAs）只能用于血池成像，且由于尺寸相对较大，无法实现肿瘤区域的血管外成像。此外，仅应用常规UCAs也不能达到预期的治疗目的。基于纳米粒子（NPs）的UCAs因其无创性、精确靶向、可见性和装载小分子的便利性而受到越来越多的关注。产生气体的NPs具有很高的回声敏感性，二硫键可以用于还原响应性NPs药物递送系统制备。目前，已报道的同时具有超声成像和治疗功能的医用NPs大多仅基于pH响应性药物释放，并且药物释放速率不完全。基于上述考虑，庞俊教授团队制备了包裹二硫聚合物、碳酸氢钠(NaHCO3)水溶液和化疗药物盐酸阿霉素盐(DOXHCl)的NPs(DOX@HADT-SS-NaHCO3NPs)。NaHCO3在酸性条件下能产生CO2，提供回声信息；更重要的是，双重pH/GSH响应性药物释放可以进行癌症治疗，最终实现前列腺癌US成像和治疗的一体化。图2｜制造聚合物步骤和通过产生回声CO2气泡放大超声对比度并发挥按需治疗作用的NPs示意图文章中，标记Cy5.5的HADT-SS-NaHCO3NPs在C4-2荷瘤裸鼠体内的生物分布活体实验成像，使用了博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统拍摄。当C4-2荷瘤裸鼠的肿瘤体积达到100mm3时，静脉给药注射游离Cy5.5和Cy5.5@HADT-SS-NaHCO3NPs溶液。活体结果显示用Cy5.5@HADT-SS-NaHCO3NPs处理的小鼠肿瘤中的荧光信号从0.5到4小时逐渐增加，并在4小时达到峰值，然后随着时间的推移逐渐减弱。相比之下，整个时期肿瘤部位未观察到明显的游离Cy5.5荧光信号，游离Cy5.5荧光信号主要出现在肝脏。定量荧光信号也证实了Cy5.5@HADT-SS-NaHCO3NPs在肿瘤和肝脏中分布的趋势，揭示了HADT-SSNaHCO3NPs通过EPR效应在肿瘤组织中的特异性积累。图3｜负载Cy5.5的HADT-SS-NaHCO3NPs(A)和具有等效Cy5.5浓度(0.2 mg/kg)的游离Cy5.5溶液(B)在C4-2荷瘤小鼠中的体内生物分布。静脉注射后0.5、1、2、4、8、12、24、48和72小时，用AniView100获得的小鼠背部和前部的体内荧光图像,一列代表同一只裸鼠的正面和背面。(C)和(D)为肿瘤组织和肝脏荧光强度的定量分析US造影剂已广泛应用于肿瘤的诊断和鉴别诊断。商业US由于体积大，成像时间短，应用受到限制；同时，仅应用常规的US造影剂并不能达到预期的治疗目的。庞俊教授团队设计的HADT-SS-NaHCO3NPs在酸性pH条件下表现出明显增强的超声对比度和抗肿瘤效果，为前列腺癌的有效超声成像诊断和治疗提供了一种有效的潜在药物。文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c00077

利用喷雾干燥实现 mRNA-LNP 的气管内递送喷干应用”1介绍mRNA 疫苗是指将含有编码抗原蛋白的 mRNA 导入人体，直接进行翻译，形成相应的抗原蛋白，从而诱导机体产生特异性免疫应答，达到预防免疫的作用（图1）。mRNA 疫苗的优势主要有：研发周期短、抗原选择范围广，任何可成蛋白的抗原序列均可被选择mRNA 疫苗的半衰期与免疫原性可通过修饰和递送系统来人工调节，由于不进入细胞核，无感染或插入突变的风险，安全性更高多种修饰后的 mRNA 更稳定，在细胞质中被高效摄取和表达；mRNA 疫苗具备自我佐剂特点，因此表现更强的免疫原性，有效性更高可通过体外转录技术快速、廉价地大规模生产 RNA 疫苗，在掌了病毒基因序列后即可在 40 天内完成疫苗样品的生产制备 ▲ 图1. mRNA 疫苗通过转染抗原呈递细胞引起免疫注射的 mRNA 疫苗被抗原呈递细胞内吞。mRNA 脱离核内体进入细胞质后，被核糖体翻译成蛋白质。翻译的抗原蛋白可以通过几种方式刺激免疫系统。细胞内抗原被蛋白酶体复合物分解成更小的片段，片段通过主要组织相容性复合体(MHC) I类蛋白在细胞表面展示给细胞毒性T细胞。活化的细胞毒性T细胞通过分泌细胞溶解分子，如穿孔素和颗粒酶，杀死被感染的细胞。此外，分泌的抗原可以被细胞摄取，在核内体内降解，并通过 MHC II 类蛋白在细胞表面呈递给辅助性T细胞。辅助性T细胞通过刺激 B 细胞产生中和抗体，并通过炎症因子激活吞噬细胞，如巨噬细胞，促进循环病原体的清除。BCR：B 细胞受体；ER：内质网；TCR：T 细胞受体。随着 COVID-19 的全球大流行，mRNA 疫苗已经作为一种新兴的疫苗技术进入市场，LNPs 是目前 mRNA 递送时克服体内给药时的许多胞外和胞内屏障的首选载体。然而大多数 LNP mRNA 疫苗需要严格控制的冷链基础设施。喷雾干燥是一种快速、可扩展且连续的过程，可生产室温稳定且适合吸入的细粉，并可以通过喷雾干燥工艺参数来控制粉末的物理性质。但喷雾干燥过程中，LNP 也要承受剪切应力、液体界面膨胀和收集过程中热脱水引起的应力。以下分享阿斯利康应用 BUCHI 小型喷雾干燥仪 B-290 实现脂质纳米颗粒实现对 mRNA 的气管内递送。小型喷雾干燥仪 B-290 ▲ 小型喷雾干燥仪 B-290干燥参数_入口温度90℃出口温度54℃抽气机效率100%雾化气流1850 L/h进料速率2mL/min2方法该团队首先关注了磷脂和缓冲液对 LNP 本身温度敏感性的影响。由于 DSPC 的相变温度(Tm)为 55℃，接近喷雾干燥器的出口温度，而 DOPE 是一种不饱和磷脂，Tm 为 -16℃，可改善LNP的温度敏感性，并有研究发现 DOPE 替代 DSPC 可以提高 mRNA 递送效率[1]。LNP 中可电离脂质的 pKa=7，因此 pH 值的大幅变化可能会导致颗粒结构和稳定性的变化，该团队测试了广泛使用的 PBS 和 20 mM Tris 缓冲液的影响。该团队将四种不同的 LNP 配方（DSPC PBS；DSPC Tris；DOPE PBS；DOPE Tris）在不同温度范围孵育以模拟LNP配方和喷雾干燥过程的温度跨度。发现 DOPE Tris 组在高达 75℃ 的温度下仍保持稳定，并且在 80℃ 时仅损失约 20% 的 RNA。在喷雾干燥的温度条件下更稳定不等于能更好地承受喷雾干燥过程，因此该团队还验证了 DOPE Tris LNP 能更好地承受喷雾干燥过程。DOPE Tris 组在喷雾干燥和复溶 306Oi10 和 MC3 LNP 时均增强了颗粒稳定性。 Tris 缓冲液在喷雾干燥方面优于PBS，虽然两种缓冲液的 pH 值都会随着温度的升高而降低，但 Tris 的变化率比 PBS 快 10 倍，这意味着Tris缓冲液从 25°C 升至 37°C 时 pH 将减少 0.3 个单位，而 PBS 仅减少 0.025 个单位，pH 值的降低可能会确保RNA仍被封装在LNP中。作者还发现优化的LNP配方(DOPE Tris)显著提高了评估了 LNP 在肝细胞癌细胞系 HepG2 和肺支气管细胞系 16HBE 中的摄取，与 4°C 下储存的液体 LNP 制剂相比，通过喷雾干燥处理并在室温下储存的 LNP 具有更好的稳定性、更高的颗粒封装效率以及更显著的蛋白质表达（图2）。 ▲ 图2. 通过修改配方，以 DOPE 代替 DSPC、Tris 缓冲液代替 PBS，可以提高喷雾干燥后 LNP 的稳定性(A) 使用 DSPC 和 PBS 生产的 LNP 制剂对温度升高敏感(B) 当 DSPC 替换为 DOPE、PBS 替换为 Tris 时，喷雾干燥和重新分散后LNP颗粒的稳定性显著提高。(C) LNP 制剂在喷雾干燥(SD)后稳定性提高,导致 mRNA 对 HepG2 和 16HBE 细胞具有良好转染效率。比例尺=100μm。**P0.01、***P0.001、****P 0.0001、n.s=不显著。该团队发现，当喷雾干燥 LNP 制剂时，在干燥塔内可观察到均匀的薄膜，在旋风分离器中可观察到薄膜沉积物，这是因为在无赋形剂的情况下，喷雾干燥 LNP 制剂中每种成分的固化机制将根据其扩散速率和溶解度而有所不同，引起各组分分离。因此该团队优化了 LNP、海藻糖、三亮氨酸的比例[2]。发现 LNP 与三亮氨酸的比例为 1:4 至 1:5 时，可以减少旋风分离器中的粉末损失，并进一步提高复溶后的 mRNA 封装效率，将 LNP 负载从 1.5% 增加到 5%。喷雾干燥后，通过 SEM 分析粉末粒径和表面结构，通过 CryoTEM 分析复溶的颗粒。发现喷雾干燥后复溶的 LNP 样品为尺寸范围变化更大的致密小囊泡（图3）。 ▲ 图3. 喷雾干燥配方的优化(A) 粉末配方中三亮氨酸(LLL):LNP 比例的优化可将旋风分离器中的损失降至最低，并随着重构后 RNA 封装效率 (%EE) 的增加而实现产量最大化。(B) 喷雾干燥产生 LNP 的扫描电镜照片。当三亮氨酸(LLL)的浓度从 3% 增加到 15% 时，颗粒的形态逐渐从光滑的表面变成高度波纹状的表面。(C) 新制 LNP 和喷雾干燥 LNP 代表性冷冻透射电子显微镜图片。与新鲜 LNP 相比，喷雾干燥 LNP 复溶后被包裹在致密的衬里。比例尺 =200nm。 接下来，该团队验证了 mRNA LNP 粉末制剂在体内的功能性递送。使用 Penn-Century Dry Powder Insufflator&trade -4 装置对动物进行给药，该装置可以将粉末直接输送到大鼠的肺部。肺组织切片上的免疫组化(IHC)显示出强烈的 eGFP 阳性细胞染色。这些细胞根据其定位、形态和免疫荧光标记被鉴定为细支气管上皮细胞、II 型肺细胞和/或巨噬细胞。尽管仅识别出少数 eGFP 阳性细胞，但这些阳性细胞的染色强烈、且无背景噪点，表明 eGFP mRNA LNP 在喷雾干燥后吸入给药，可在肺部产生清晰的 eGFP 表达。 ▲ 图4. 肺中的体内摄取和蛋白质表达(A) 大鼠肺示意图(B) 研究设计的示意图。单次给药后 24 小时或连续3天每日给药后 24 小时处死大鼠。给药方式包括气管内(IT)滴注含有 eGFP mRNA LNP 的喷雾干燥制剂或安慰剂。(C) 在右肺叶的肺匀浆中测量的 eGFP 蛋白水平(D) 显示 eGFP 阳性细胞（紫色）的图像(E) IT 滴注单次(I和III）和 3 天重复(II和IV)给药后 24 小时在大鼠左肺叶中检测到的 eGFP(棕色)。eGFP 阳性细胞（紫色）形态学上鉴定为细支气管上皮细胞 (D I) 和 II 型肺细胞和巨噬细胞 (D II)。在细支气管上皮细胞(E I)和 II 型肺细胞和巨噬细胞(E II)中鉴定出 eGFP mRNA (棕色)。(F) eGFP 的免疫荧光标记与 II 型肺细胞或巨噬细胞标记物结合，证实两种细胞类型都表达 eGFP。(G) 左肺叶的组织病理学分析结果。左上：来自对照大鼠的肺组织，显示没有病变。左下：治疗 3 天的大鼠肺组织，显示肺泡实质中的实变区域，代表炎症病变（箭头）。中图：混合炎症细胞浸润区域的较高放大倍数，以较小的气道和描绘肺泡管为中心。右图：代表次级细支气管上皮变化的图像。3结论总的来说，该研究团队进行了一项概念验证研究，并成功通过配方优化，设计出了用于吸入的 mRNA LNP 喷雾干燥制剂。该制剂在经过喷雾干燥和复溶后仍保持功能，并可在体外和体内有效递送 mRNA，能够以临床相关剂量水平实现 LNP 的肺部给药，在吸入式 mRNA 疫苗领域开辟了新道路，具有巨大前景。小型喷雾干燥仪 S-300 ▲ 小型喷雾干燥仪 S-300 ▲ 惰性气体循环装置 S-395BUCHI 小型喷雾干燥仪 S-300 搭配惰性气体循环装置 S-395，构建完美闭环体系，创造低氧环境，轻松处理您的 mRNA 样品。4参考文献Chaudhary, N., Weissman, D. & Whitehead, K.A. mRNA vaccines for infectious diseases: principles, delivery and clinical translation. Nat Rev Drug Discov 20, 817–838 (2021).Friis K P, Gracin S, Oag S, et al. Spray dried lipid nanoparticle formulations enable intratracheal delivery of mRNA[J]. Journal of Controlled Release, 2023, 363: 389-401.