电不对称流场流分离技术(EAF4)耦合多角度光散射检测在纳米颗粒疫苗佐剂多属性分析中的应用研究

为解决纳米颗粒疫苗佐剂尺寸与电荷特性难以同步精准分析的难题，研究人员开发了电不对称流场流分离(EAF4)耦合UV-MALS(DLS)-RI的联用技术，首次实现脂质纳米颗粒(LNP)和纳米乳剂(NE)的分子量(MW)、流体力学半径(Rh)和zeta电位(ζ)的峰靶向分析。该方法突破了传统动态光散射(DLS)/电泳光散射(ELS)批处理模式的非特异性局限，为疫苗佐剂质量控制提供了创新解决方案。

　　

在疫苗研发领域，佐剂作为增强免疫应答的关键组分，其理化特性直接影响疫苗效力。尽管铝佐剂(Alum)已使用70余年，但COVID-19大流行加速了新型纳米颗粒佐剂的开发，如脂质纳米颗粒(LNP)和纳米乳剂(NE)。这些由多组分构成的纳米颗粒存在尺寸和电荷异质性，传统动态光散射(DLS)和电泳光散射(ELS)批处理方法难以消除基质干扰，且无法实现峰特异性分析。

为解决这一技术瓶颈，默克公司的James Z. Deng团队在《Journal of Chromatography A》发表研究，首次将电不对称流场流分离(EAF4)技术应用于脂基纳米颗粒分析。通过耦合紫外(UV)、多角度光散射(MALS)、动态光散射(DLS)、电泳迁移率(e-mobility)和折光指数(RI)检测器，建立了可同步测定分子量(MW)、流体力学半径(R_h)和zeta电位(ζ)的EAF4-UV-MALS(DLS)-RI联用方法。

关键技术包括：1)优化EAF4分离条件，通过调节电场强度实现带电纳米颗粒的精准分离；2)联用MALS/DLS检测器测定R_h和MW；3)整合e-mobility模块计算ζ电位。研究采用自研LNP（含离子化脂质1、胆固醇2等）和NE（含角鲨烯5、PS20 6等）作为模型样本。

材料与试剂
研究使用磷酸盐缓冲体系，LNP含合成离子化脂质1、DSPC 3等组分，NE含角鲨烯5和表面活性剂6/7，通过微流控法制备。

EAF4方法开发
通过零电场条件优化分离参数，确定最佳交叉流/通道流比例。施加电场后，LNP-A在+0.5mA条件下出现显著峰位移，证实电荷依赖性分离能力。

结论与意义
该研究首次实现脂基纳米颗粒的分离式多属性分析，相比批处理DLS/ELS具有更高特异性。测得LNP的ζ电位为-3.1mV，NE为-12.4mV，与生理活性密切相关。该方法为疫苗佐剂的质控提供了新范式，满足监管机构对关键质量属性（CQA）的监测要求，对加速新型佐剂研发具有重要价值。

讨论
作者指出EAF4技术当前在生物样本应用仍存挑战，但通过系统优化解决了脂基颗粒分离难题。未来可扩展至mRNA疫苗载体等复杂体系分析，为纳米医药表征开辟新途径。