二维色谱联用技术同步分析脂质纳米颗粒的包封效率、核酸完整性及粒径分布

本研究针对脂质纳米颗粒(LNPs)表征中包封效率(EE)、核酸完整性及粒径分布难以同步测定的技术瓶颈，开发了基于二维色谱(2D)的PATfix LNP Switcher系统。通过CIMac OH/SDVB双柱联用与UV-Vis/MALS双检测技术，实现了无需样品前处理的LNP多参数分析，灵敏度达15 ng mRNA，为基因治疗载体质量控制提供了创新解决方案。

　　

在基因治疗和疫苗研发领域，脂质纳米颗粒(LNPs)因其卓越的载药能力成为明星递送系统。这些直径50-200纳米的"分子快递员"能保护核酸免受酶降解，增强细胞摄取，实现可控释放。然而，复杂的组成和与生俱来的不稳定性，使得LNPs的质量控制成为行业痛点——传统方法需要分别使用RiboGreen assay、毛细管电泳(CE)和动态光散射(DLS)等多重检测手段，不仅操作繁琐，样品前处理还可能导致颗粒解体或核酸降解。

面对这一挑战，来自斯洛文尼亚Sartorius BIA Separations d.o.o.的研究团队在《Journal of Chromatography B》发表创新成果。他们开发的二维色谱(2D)系统如同"纳米CT扫描仪"，通过CIMac OH亲水柱和CIMac SDVB反相柱的协同作用，配合紫外(UV-Vis)与多角度光散射(MALS)双检测器，首次实现了LNPs四大核心参数的同步测定：包封效率(EE)计算精确到±2%，核酸降解产物检出限达15 ng，粒径分析结果与纳米颗粒追踪分析(NTA)高度吻合(R²>0.99)。

关键技术包括：1）双柱切换色谱系统实现非包封/包封核酸的自动分离；2）疏水相互作用模式下的粒径分馏；3）离子对反相色谱分析核酸完整性；4）MALS实时监测颗粒流体力学半径。所有分析仅需50 μL样品，且全程避免离心、过滤等破坏性操作。

【包封效率的精准测定】

通过OH柱捕获完整LNPs，使游离核酸进入SDVB柱检测（8.8分钟出峰），再用低盐缓冲液洗脱LNPs（30.8分钟出峰），最后在98%乙腈中解体检测包封核酸。该方法成功区分共包封的mRNA/pDNA（如4 kb mFix4与1 kb eGFP mRNA），测得包封效率88±2%，较传统RiboGreen法误差降低50%。

【核酸完整性监控】

在35℃加速实验中，SDVB柱清晰显示非包封mRNA六天内降解率从42.8%升至94.1%，而包封mRNA仅从20.7%增至50.1%。对比毛细管凝胶电泳(CGE)，该方法避免了缓冲液交换导致的假阳性降解。

【粒径分布的创新解析】

MALS检测显示OH柱能按流体力学半径分馏LNPs（164 nm），较大颗粒因疏水面积大而延迟洗脱。收集不同馏分经NTA验证，证实分离效果优于传统DLS，尤其避免了大颗粒的测量干扰。

这项研究标志着LNP表征技术的重大突破。其价值不仅在于将多指标检测集成到30分钟的分析流程中，更开创性地通过色谱手段发现mRNA-脂质加合物（35分钟洗脱峰）。未来，该技术可延伸至空载/满载颗粒鉴别、内体逃逸模拟等前沿领域，为mRNA疫苗的工艺开发和质控树立新标准。正如研究者强调，当全球聚焦LNPs递送效率时，这项成果提醒我们：精准的"纳米尺"和"分子秤"同样是推动基因药物临床转化的基石。