脂质纳米颗粒（LNP）因其高递送效率，以及低毒性、低免疫原性等优势，是实现mRNA、寡核苷酸、CRISPR等基因治疗药物递送的最成熟的递送系统之一。比如2018年批准上市的Patisiran开创性疗法，以及多款COVID-19疫苗，都采用了LNP配方。LNP通常由各类可电离阳离子脂质，以及磷脂酰胆碱(PC)、胆固醇和聚乙二醇(PEG)脂质等组成。为了优化药物递送效率，需要基于实验设计对LNP配方成分进行详尽的筛选。高效制备用于筛选的LNP样本，是设计开发LNP递送系统的必备条件。根据不同规模级别和应用目的，常见的LNP制备方法包括手动液相混合、微流控芯片包封等（图1）。
近日，沃特世公司与德国拜耳制药合作，基于Andrew+移液机器人工作流程，开发了自动化、高通量的LNP制备方法，可以在2小时内完成96个LNP样本制备，样本间重复性良好，对比数据表明，采用本制备方法所得LNP样本可与其他最先进LNP制备方法相媲美。
方法亮点
高通量：
2小时内制备96个LNP样本
低成本：
LNP原料消耗低于微流控制备方法
结果佳：
所得LNP转染效率和包封率与其他先进方法相当，同时具有良好的重复性。
图1. 三种混合方法常用于LNP制备。
a.
小规模批次制备：水相和乙醇相移液器快速抽打混合；
b.
中等规模批次制备：水相和乙醇相振荡涡旋充分混合；
c.
大规模批次制备：水相和乙醇相由微通道结构引导的层流快速微混合。
Andrew+仪器制备LNP的配置
自动化液体处理使用Andrew+ (Waters - Andrew Alliance，Switzerland)，配备10 μL和300 μL单通道移液器，1,200 μL 8通道移液器和Peltier+模块，耗材及相应Domino。（图2）
图2. A. Andrew+正面视图；B.用于LNP制备流程的仪器模块俯视图。
LNPs制备方法
分别采用微流控法（NanoAssemblr® Ignite™）、手动移液法，以及机器人制备流程（Andrew+, Waters），制备载有mRNA的LNP样本。
图3. Andrew+机器人开始工作时OneLab™工作界面截图。
对比结果和讨论
3种不同方法制备的LNP表征结果和对比表明，Andrew+制备的颗粒平均粒径略大于手工制备的颗粒，而近似的PDI显示出各方法所得LNP颗粒大小范围一致。同时，Andrew+制备LNP的包封效率(97%)与其他方法一致。以最终浓度100 ng每孔转染HepG2细胞来评估不同制备方法所得LNP的转染效率，结果显示Andrew+制备LNP转染HepG2细胞效率与其他LNP制备方法相当。同时，使用Andrew+高通量、高精度的移液方法具有足够的孔间重复性(n=8)，因此研究所得表征参数均具有很高的精度。
综上所述，使用Andrew+简化LNP配方开发具有可行性，基于自动化技术的高通量LNP制备流程有望助力mRNA疗法的快速发展。
扫描下方二维码，下载详细应用报告。
△扫码下载
参考文献
X. Wang, S. Liu, Y. Sun, X. Yu, S.M. Lee, Q. Cheng, T. Wei, J. Gong, J. Robinson, D. Zhang, X. Lian, P. Basak, D.J.Siegwart, Nature Protocols 18(1) (2023) 265–291.
D. Ulkoski, M.J. Munson, M.E. Jacobson, C.R. Palmer, C.S. Carson, A. Sabirsh, J.T. Wilson, V.R. Krishnamurthy, High-Throughput Automation of Endosomolytic Polymers for mRNA Delivery, ACS Applied Bio Materials 4(2) (2021) 1640–1654.
V. Francisco, C. Rebelo, A.F. Rodrigues, J. Blersch, H. Fernandes, L. Ferreira, A high-throughput screening platform to identify nanocarriers for efficient delivery of RNA-based therapies, Methods 190 (2021) 13–25.
了解更多
更多LNP成分分析方案:
改进脂质纳米颗粒成分检测的ELSD优化工作流程 | Waters
脂质纳米颗粒分析：利用MS降低风险 | Waters
使用BioAccord LC-MS系统快速分析脂质纳米颗粒成分 | Waters
使用BioAccord™ LC-MS系统和waters_connect™软件表征和监测脂质纳米颗粒成分中的杂质 | Waters
更多Andrew+机器人的应用:
液质样本前处理通用流程 Andrew+ LC/LCMS Sample Preparation System
首页
