納米顆粒對100%血清軟硬電暈的MP-SPR測定

       當納米載體被引入血液循環時，它們會迅速被蛋白質冠覆蓋，這是一種復雜的生物分子層，如蛋白質、脂質和其他血漿成分。細胞對納米顆粒的進一步反應取決于電暈的組成。采用多參數表面等離子體共振(MP-SPR)技術研究了脂基納米載體與100%血清的相互作用。在不干擾納米載體表面動力學的情況下，研究了蛋白質電暈的形成。研究了帶正電荷的低聚胍基脂質衍生物(OGD)脂質體和不含阿霉素(DOX)的Doxil©復制品。測定了脂質層和電暈層的厚度和折射率。OGD脂質體的軟冠厚度為34.2 nm，硬冠厚度為9.6 nm。

簡介
 
       在藥物發現和生物傳感器開發領域，生物分子相互作用是常規測量的。表面等離子體共振(SPR)是一種成熟的實時測量無標記分子相互作用的方法，但通常僅限于10%的血清，這不足以模擬體內環境。一種獨特的多參數表面等離子體共振(MP-SPR)儀器可以在寬角度范圍(40-78度)和多個波長下進行測量，這將SPR的適用性擴展到復雜液體，納米顆粒和細胞研究。

       MP-SPR實時測量分子吸附，同樣的測量也允許計算層厚度。此外，MP-SPR Navi™儀器流體易于調節納米顆粒和粗樣品的研究，同時仍然保持無堵塞的操作。

       在SPR中，原油樣品通常會產生較大的體積(溶劑)效應。為了顯示綁定，需要進行批量校正。在傳統的SPR中，大容量信號的校正是具有挑戰性的，往往是不可能的。MP-SPR儀器獨特的光學設置可以同時測量多個光學參數。參數的實時互相關允許使用PureKinetics™功能對干擾體信號進行簡單的在線校正。

       在藥物發現中，復雜介質研究縮短了體外實驗和進一步臨床前研究之間的差距，而在生物傳感器開發中，從開發到最終產品的過渡被簡化了。

材料和方法

       用涂有6-kD羧甲基右旋糖酐水凝膠層并被十二烷基脂質錨定功能化的金傳感器載玻片將脂質體固定在表面(圖1)。研究了帶正電的脂質體(OGD)和不含阿霉素(DOX)的Doxil©復制品。研究了含PEG和不含PEG的脂質體，固定化后OGD脂質體使用聚陰離子-PEG嵌段共聚物原位聚乙二醇化，而DOX脂質體則非原位聚乙二醇化。在以下清洗步驟后重復使用傳感器載玻片:Hellmanex II 2%或CHAPS 20mM, 80%乙醇和去離子水。

       血液取自7名健康且禁食的獻血者。將血液留作凝塊，然后離心并收集血清組分，然后測量血清與固定脂質體的100%相互作用。SPR測量采用MP-SPR Navi™200-L儀器，溫度為20°C，流速為100μL/min。利用LayerSolver™軟件對全SPR曲線進行建模，計算層厚和折射率。
結果和討論

        脂質體成功地固定在傳感器表面。OGD脂質體形成的層厚為40.4±9.3 nm，聚乙二醇化的OGD脂質體層厚為44.4±4.2 nm。折射率分別為1.35302±0.0021和1.35679±0.00292。所有結果均為三次獨立測量的平均值(±標準差，STD)。

        為了模擬血液流動條件，在受控溫度的動態流動條件下研究了血清樣品與脂質體的相互作用(圖2)。
結論

       在100%血清樣品中研究納米顆粒表面的電暈形成，以開發給藥納米載體。MP-SPR穩健的流體和PureKinetics™特性即使在復雜的介質中也能獲得可靠的結果。MP-SPR測量實時相互作用(親和、動力學、質量)和層性質(厚度、折射率)，這使得儀器非常適合藥物靶向和遞送研究、材料表征以及生物傳感器開發。