纳米颗粒对100%血清软硬电晕的MP-SPR测定
2024-08-30 来源:本站 点击次数:773
当纳米载体被引入血液循环时，它们会迅速被蛋白质冠覆盖，这是一种复杂的生物分子层，如蛋白质、脂质和其他血浆成分。细胞对纳米颗粒的进一步反应取决于电晕的组成。采用多参数表面等离子体共振(MP-SPR)技术研究了脂基纳米载体与100%血清的相互作用。在不干扰纳米载体表面动力学的情况下，研究了蛋白质电晕的形成。研究了带正电荷的低聚胍基脂质衍生物(OGD)脂质体和不含阿霉素(DOX)的Doxil©复制品。测定了脂质层和电晕层的厚度和折射率。OGD脂质体的软冠厚度为34.2 nm，硬冠厚度为9.6 nm。
简介
在药物发现和生物传感器开发领域，生物分子相互作用是常规测量的。表面等离子体共振(SPR)是一种成熟的实时测量无标记分子相互作用的方法，但通常仅限于10%的血清，这不足以模拟体内环境。一种独特的多参数表面等离子体共振(MP-SPR)仪器可以在宽角度范围(40-78度)和多个波长下进行测量，这将SPR的适用性扩展到复杂液体，纳米颗粒和细胞研究。
MP-SPR实时测量分子吸附，同样的测量也允许计算层厚度。此外，MP-SPR Navi™仪器流体易于调节纳米颗粒和粗样品的研究，同时仍然保持无堵塞的操作。
在SPR中，原油样品通常会产生较大的体积(溶剂)效应。为了显示绑定，需要进行批量校正。在传统的SPR中，大容量信号的校正是具有挑战性的，往往是不可能的。MP-SPR仪器独特的光学设置可以同时测量多个光学参数。参数的实时互相关允许使用PureKinetics™功能对干扰体信号进行简单的在线校正。
在药物发现中，复杂介质研究缩短了体外实验和进一步临床前研究之间的差距，而在生物传感器开发中，从开发到最终产品的过渡被简化了。
材料和方法
用涂有6-kD羧甲基右旋糖酐水凝胶层并被十二烷基脂质锚定功能化的金传感器载玻片将脂质体固定在表面(图1)。研究了带正电的脂质体(OGD)和不含阿霉素(DOX)的Doxil©复制品。研究了含PEG和不含PEG的脂质体，固定化后OGD脂质体使用聚阴离子-PEG嵌段共聚物原位聚乙二醇化，而DOX脂质体则非原位聚乙二醇化。在以下清洗步骤后重复使用传感器载玻片:Hellmanex II 2%或CHAPS 20mM, 80%乙醇和去离子水。
血液取自7名健康且禁食的献血者。将血液留作凝块，然后离心并收集血清组分，然后测量血清与固定脂质体的100%相互作用。SPR测量采用MP-SPR Navi™200-L仪器，温度为20°C，流速为100μL/min。利用LayerSolver™软件对全SPR曲线进行建模，计算层厚和折射率。
结果和讨论
脂质体成功地固定在传感器表面。OGD脂质体形成的层厚为40.4±9.3 nm，聚乙二醇化的OGD脂质体层厚为44.4±4.2 nm。折射率分别为1.35302±0.0021和1.35679±0.00292。所有结果均为三次独立测量的平均值(±标准差，STD)。
为了模拟血液流动条件，在受控温度的动态流动条件下研究了血清样品与脂质体的相互作用(图2)。
结论
在100%血清样品中研究纳米颗粒表面的电晕形成，以开发给药纳米载体。MP-SPR稳健的流体和PureKinetics™特性即使在复杂的介质中也能获得可靠的结果。MP-SPR测量实时相互作用(亲和、动力学、质量)和层性质(厚度、折射率)，这使得仪器非常适合药物靶向和递送研究、材料表征以及生物传感器开发。
简介
在药物发现和生物传感器开发领域，生物分子相互作用是常规测量的。表面等离子体共振(SPR)是一种成熟的实时测量无标记分子相互作用的方法，但通常仅限于10%的血清，这不足以模拟体内环境。一种独特的多参数表面等离子体共振(MP-SPR)仪器可以在宽角度范围(40-78度)和多个波长下进行测量，这将SPR的适用性扩展到复杂液体，纳米颗粒和细胞研究。
MP-SPR实时测量分子吸附，同样的测量也允许计算层厚度。此外，MP-SPR Navi™仪器流体易于调节纳米颗粒和粗样品的研究，同时仍然保持无堵塞的操作。
在SPR中，原油样品通常会产生较大的体积(溶剂)效应。为了显示绑定，需要进行批量校正。在传统的SPR中，大容量信号的校正是具有挑战性的，往往是不可能的。MP-SPR仪器独特的光学设置可以同时测量多个光学参数。参数的实时互相关允许使用PureKinetics™功能对干扰体信号进行简单的在线校正。
在药物发现中，复杂介质研究缩短了体外实验和进一步临床前研究之间的差距，而在生物传感器开发中，从开发到最终产品的过渡被简化了。
材料和方法
用涂有6-kD羧甲基右旋糖酐水凝胶层并被十二烷基脂质锚定功能化的金传感器载玻片将脂质体固定在表面(图1)。研究了带正电的脂质体(OGD)和不含阿霉素(DOX)的Doxil©复制品。研究了含PEG和不含PEG的脂质体，固定化后OGD脂质体使用聚阴离子-PEG嵌段共聚物原位聚乙二醇化，而DOX脂质体则非原位聚乙二醇化。在以下清洗步骤后重复使用传感器载玻片:Hellmanex II 2%或CHAPS 20mM, 80%乙醇和去离子水。
血液取自7名健康且禁食的献血者。将血液留作凝块，然后离心并收集血清组分，然后测量血清与固定脂质体的100%相互作用。SPR测量采用MP-SPR Navi™200-L仪器，温度为20°C，流速为100μL/min。利用LayerSolver™软件对全SPR曲线进行建模，计算层厚和折射率。
结果和讨论
脂质体成功地固定在传感器表面。OGD脂质体形成的层厚为40.4±9.3 nm，聚乙二醇化的OGD脂质体层厚为44.4±4.2 nm。折射率分别为1.35302±0.0021和1.35679±0.00292。所有结果均为三次独立测量的平均值(±标准差，STD)。
为了模拟血液流动条件，在受控温度的动态流动条件下研究了血清样品与脂质体的相互作用(图2)。
血清在脂质体表面形成软、硬电晕(图3)。软电晕是指纳米颗粒表面结合松散的有机物质或与硬电晕有弱相互作用的分子。在OGD + PEG脂质体上，软冠厚度为22.2±14.5 nm。软电晕可以用少量缓冲液冲洗掉，而4.6±2.7 nm厚的硬电晕在冲洗后留在表面。结果表明，与聚乙二醇化脂质体相比，普通OGD脂质体形成了更厚(9.6±1.0)和更致密(1.41121 - 1.44627)的硬电晕层。蛋白质电晕形成的差异被认为是由不同的表面亲脂性或亲水性、表面电荷和流变性能引起的。
电晕组合物也将根据纳米颗粒的体内递送途径而变化，例如皮下、吸入、静脉注射。结果与MP-SPR的蛋白脂质体相互作用数据相结合。结果表明，不含PEG的OGD脂质体比PEG化的OGD脂质体对补体系统(免疫系统的一部分)产生更强的表面诱导激活。需要进一步的研究来证实这些发现。
结论
在100%血清样品中研究纳米颗粒表面的电晕形成，以开发给药纳米载体。MP-SPR稳健的流体和PureKinetics™特性即使在复杂的介质中也能获得可靠的结果。MP-SPR测量实时相互作用(亲和、动力学、质量)和层性质(厚度、折射率)，这使得仪器非常适合药物靶向和递送研究、材料表征以及生物传感器开发。
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