核酸脂質納米粒應用指南：淺談儀器參數對結果的影響
在前幾期的內容當中，我們分別介紹了實驗前后相對重要的背景知識。本期終于輪到了整個實驗中最為重要的步驟——合成。合成會涉及到相應的儀器，即納米藥物制備系統(tǒng)。該系統(tǒng)操作簡單、制備快速，深受廣大用戶的喜愛。同時，也得益于相對較少的參數，使得客戶能夠在培訓短短幾個小時后，就可以上手進行熟練操作。下面將對較為重要的參數如流速比、總流速等對結果的影響進行介紹。需要注意的是結論以以往實驗結果作為依據，不一定具有普遍性，在實際實驗中仍可能得到與結論不同的結果。
流速比：
通常水相比例越高，粒徑越小
合成納米粒子的原料通常根據溶劑的種類分為有機相和水相。通常而言，水相比例越高，意味著同時流經的有機相更少，因而能夠形成納米粒子的“原料”——脂質——的數量就越少，因而圍成球狀后的體積也相應更小。但在不斷增加水相比例后，有機相含量變化變得不那么劇烈，因而對粒徑的影響也逐漸減弱。
流速比：
通常水相比例越高，粒徑越小
合成納米粒子的原料通常根據溶劑的種類分為有機相和水相。通常而言，水相比例越高，意味著同時流經的有機相更少，因而能夠形成納米粒子的“原料”——脂質——的數量就越少，因而圍成球狀后的體積也相應更小。但在不斷增加水相比例后，有機相含量變化變得不那么劇烈，因而對粒徑的影響也逐漸減弱。
圖1：常規(guī)脂質體（liposome）在使用納米藥物制備系統(tǒng)時，通過調整流速比得到的不同粒徑結果[1]。
總流速：通常流速越高，粒徑越小，但不可無限制縮小
相對于總流速，上文提到的流速比的影響相對明顯且直接，在摸索條件的過程中會最先被定下來。之后如果想要調整粒徑，可部分依靠總流速的調節(jié)。在納米藥物制備系統(tǒng)的芯片中，用于合成反應的流道長度是固定的，越高的流速意味著更為短暫的反應時間，兩相形成層流進行成分交換、反應的時間也更為短暫，可以理解為用于包裹的脂質數量更少，導致粒徑更小。之所以稱為“部分依靠”，是因為再少的脂質，都有自組裝的趨勢，最終都需要形成穩(wěn)定的球狀結構，形成穩(wěn)態(tài)，因而對于固定的配方，在流速較小的時候提升流速，粒徑變化相對明顯，而流速越快，則粒徑變化越不明顯。
圖2：常規(guī)脂質體（liposome）在使用納米藥物制備系統(tǒng)時，通過調整總流速得到的不同粒徑結果[1]。
前后廢液：過多則浪費原料，過少則影響粒徑，需不斷摸索
前后廢液的形成，是因為納米藥物制備系統(tǒng)在運行初期，會有一段加速過程；運行終止前則又有一段減速過程。在速度變化期間，液體的流動速度不穩(wěn)定，導致粒徑持續(xù)變化，影響最終結果。為了保證最終成品的粒徑均一，就需要剔除這兩段液體。更大的廢液體積固然能夠保證粒徑均一，卻也使得原料浪費的比例更大。因而對于一個首次合成的配方，我們建議根據儀器說明書來設置。在說明書建議體積下合成后對廢液也進行粒徑測定，如粒徑也相對均一，則可以在下次實驗中酌情減少廢液，提升成品比例。圖3：納米藥物制備系統(tǒng)中的廢液設置
參考資料：[1] Andrew B., Anitha T., Mina O., et al.[R]Liposomes size tuning with formulation parameters, 2017
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