编辑推荐：
当前密度梯度平衡分析超速离心（DGE-AUC）的模型依赖法难考量压力效应等复杂因素，需参考材料。研究人员开发新型无模型依赖法测定颗粒浮力密度，在 CsCl 和蔗糖梯度中验证，该法普适且无需标准物，为相关领域提供新工具。
在生物大分子与纳米颗粒的分析领域，准确测定颗粒的浮力密度是理解其物理性质与功能的关键。传统的密度梯度平衡分析超速离心（DGE-AUC）方法多依赖模型计算，但梯度介质的压力效应、溶剂可压缩性及非理想行为等复杂因素难以被现有模型完全描述，导致实验中常需引入参考物质（如大肠杆菌 DNA、噬菌体 DNA）或标准条件，这不仅增加了操作复杂性，也限制了方法对复杂体系（如异质颗粒、多组分病毒样颗粒）的适用性。随着细胞与基因治疗等新兴医学领域的发展，迫切需要一种无需标准物、能适应多样化颗粒组成的通用浮力密度测定方法。
为此，来自相关研究机构的研究人员开展了一项关于 DGE-AUC 无模型依赖法测定颗粒浮力密度的研究。该研究成果发表在《Analytical Biochemistry》，为生物分析领域提供了一种更普适、准确的分析工具。
研究主要采用密度梯度平衡分析超速离心（DGE-AUC）技术，结合现代干涉光学系统（用于测量离心池中两通道的折射率差异），对不同体系进行分析。实验选用了 NIST 单克隆抗体标准物质（NISTmAb；RM 8671）、λ DNA、聚苯乙烯（PS）珠作为模型颗粒，分别在氯化铯（CsCl）梯度和蔗糖梯度中进行离心实验，通过全局分析数据实现浮力密度的无模型依赖测定。
材料与方法关键要点
研究使用了 NIST 提供的单克隆抗体（NISTmAb）、NEB 的 λ DNA，以及 Sigma-Aldrich 的苯乙烯、丙烯酸等试剂。通过制备不同浓度的 CsCl 和蔗糖梯度，将颗粒样品加入后进行离心，利用 Beckman Optima XL-I 系列离心机的干涉检测系统收集数据，分析颗粒在梯度中的平衡位置与密度分布关系。
实验结果分析
NISTmAb 在 CsCl 溶液中的行为
通过在低浓度和高浓度 CsCl 溶液中离心 NISTmAb，观察到颗粒分别呈现沉降（类似传统沉降速度分析超速离心，SV-AUC）和上浮行为。当 CsCl 浓度适中时，NISTmAb 在密度梯度中达到平衡，其位置对应自身的浮力密度。这一现象直观展示了 DGE-AUC 通过调节梯度介质浓度使颗粒达到浮力平衡的原理。
λ DNA 在 CsCl 梯度中的验证
实验验证了 λ DNA 在 CsCl 梯度中的浮力密度与 GC 含量的相关性，与早期基于模型依赖法的研究结果一致，但无需引入参考 DNA 标准物。通过干涉数据的全局分析，直接计算出 λ DNA 的浮力密度，证明了无模型依赖法的准确性。
聚苯乙烯珠在蔗糖梯度中的应用
针对不吸收紫外光的聚苯乙烯珠，利用干涉检测系统单独完成分析，结果显示其浮力密度与理论值吻合。这表明该方法适用于无紫外吸收的颗粒，扩展了 DGE-AUC 的应用范围。
结论与讨论
本研究建立了一种基于 DGE-AUC 的无模型依赖法，可直接通过全局数据分析测定颗粒的浮力密度，无需依赖参考物质或预设模型，避免了传统方法中因忽略梯度介质非理想行为导致的误差。实验在 CsCl 和蔗糖两种梯度体系中，对蛋白质（NISTmAb）、核酸（λ DNA）、合成颗粒（聚苯乙烯珠）均实现了准确测定，证明了方法的普适性与可靠性。
该方法的重要意义在于：
- 简化操作：无需引入标准参考物，降低了实验成本与操作复杂度；
- 适应复杂体系：可分析异质颗粒（如不同装载状态的腺相关病毒 AAV）、多组分颗粒（如蛋白质 - DNA 复合物），满足新兴治疗领域（如基因治疗、病毒载体生产）对复杂样品表征的需求；
- 提升准确性：通过全局分析与误差估计，避免了模型假设带来的局限性，尤其适用于溶剂可压缩性或压力效应显著的梯度体系。
该研究为生物大分子、纳米颗粒及病毒载体的物理化学表征提供了新的技术范式，有望在生物制药质量控制、基因治疗药物开发等领域发挥重要作用，推动分析超速离心技术在生命科学与健康医学中的进一步应用。
