一、实验前期准备

1. 仪器与耗材准备

设备采用芬兰Kibron系列界面张力分析仪,配备DyneProbe金属探针、温控模块、配套数据采集软件、石英样品杯。耗材包含各类阳离子脂质、辅助磷脂、胆固醇、PEG脂质、乙醇、缓冲液、0.22 μm滤器、微量移液工具、氮气瓶。

探针预处理:使用丁烷火焰灼烧探针,清除表面脂质残留,自然冷却后安装至张力传感器。

将仪器放置在无直吹风的实验区域,开机预热30 min,设置实验温度25±0.5 ℃,启动采集软件完成自检,确认探针移动、张力采集正常。

所有样品杯依次使用无水乙醇、超纯水冲洗,氮气吹干,避免杂质影响界面测量。


2. 溶液配制

脂质母液配制:按照LNP常用溶剂体系,将阳离子脂质、磷脂、胆固醇、PEG脂质分别溶于无水乙醇,配制统一浓度脂质储备液,避光低温保存。

水相缓冲液:选用醋酸盐缓冲液或HEPES缓冲液,调节至目标pH,配制完成后使用0.22 μm水系滤膜过滤,超声脱气30 min备用。

梯度脂质混合液:设计多组不同摩尔比例的脂质混合配方,固定总脂质浓度,调整阳离子脂质、胆固醇、辅助磷脂、PEG脂质相对比例,形成配比梯度系列。每组脂质混合物充分涡旋混匀,现配现用。


3. 基线校准与空白验证

向样品杯中装入脱气缓冲水相,调整探针高度使探针充分浸润液体,静置平衡后进行基线归零。

测量纯水或缓冲液表面张力,数据稳定且和理论值偏差小于0.3 mN/m,说明探针洁净。

设置空白对照组:仅脂质乙醇溶剂加入水相,测定溶剂本身造成的张力变化,用于后续数据扣除,消除有机溶剂干扰。


二、梯度脂质配比张力筛选完整操作流程

1. 样品体系搭建

向洁净样品杯中加入定量水相缓冲液,放置于温控样品台,等待温度稳定至设定温度。

使用微量注射器缓慢将脂质乙醇混合溶液沿杯内壁注入水相下层,轻柔混匀,模拟LNP自组装初期脂质向水界面迁移过程,避免剧烈震荡产生大量微小气泡。

体系静置5 min,消除加样带来的扰动,确认液面平整无大量泡沫。


2. 动态表面张力采集操作

调节探针下降至液面位置,在软件中设定连续采集模式,持续记录表面张力随时间变化,采集时长一般设置60–120 min,获取动态张力曲线,直至张力趋于稳定,记录平衡表面张力。

同一脂质配比至少平行测试3次。

完成一组测试后,升起探针,再次火焰灼烧清洁;样品杯废液倾倒干净,乙醇清洗、超纯水润洗,氮气吹干,再进行下一组配比测试,防止不同脂质组分交叉污染。


3. 梯度配比有序测试安排

按照预设配比梯度依次上机测试,优先单一变量原则,例如固定胆固醇比例,改变阳离子脂质与磷脂比例;或是固定阳离子脂质,梯度调整PEG脂质占比。

同步设置参考处方作为阳性对照,方便横向对比界面张力水平。

记录每一组配方对应的初始张力、张力下降速率、平衡表面张力、达到平衡所需时间。


三、数据处理、筛选判断标准与质控要点

1. 数据导出与参数提取

从采集软件导出动态表面张力-时间曲线,提取关键参数:初始表面张力、平衡表面张力、张力下降速率、吸附平衡时间。

汇总全部梯度配比的数据,绘制脂质配比-平衡张力变化趋势图。


2. 处方筛选判断逻辑

脂质混合物能够快速降低水相表面张力,平衡表面张力更低,代表脂质分子更容易在气液界面排布,预示该配比具备良好膜形成能力,有利于自组装形成粒径均一的LNP。

张力下降速度越快,说明脂质界面吸附动力学更优,在纳米粒制备过程中更容易快速形成完整脂质囊泡膜。

若平衡表面张力偏高,且长时间无法达到稳定,说明该脂质组合界面排布能力差,容易出现组装缺陷,成品LNP易粒径偏大、多分散性升高。

同时结合不同配比张力曲线重复性,重复性差的配比,脂质相容性不佳,不适合作为候选处方。


3. 关键质控注意事项

脂质乙醇溶液添加速度需要保持统一,加样方式全程标准化,减小人为操作带来的误差。

体系中乙醇终浓度保持一致,不同组别溶剂比例不能随意变动,有机溶剂会直接影响表面张力数值。

全程避免气流直吹样品液面,减少挥发与界面扰动。

脂质溶液易氧化,配制与测试过程尽量缩短暴露空气时间,必要时避光操作。

探针每次样品间必须灼烧清洁,脂质极易吸附在金属探针表面,持续污染后续样品。


四、后续验证衔接方案

经过Kibron梯度张力筛选得到的优选脂质配比,下一步可开展纳米脂质体制备实验,测定LNP粒径、多分散指数、包封效率,验证界面张力筛选结论。对于筛选出的潜力配方,还可以使用Kibron 抖淫成年app下载开展磷脂单分子膜相互作用测试,进一步研究脂质之间的膜相容性,深入解析配比影响囊泡形成的内在机制。