​       小角X射線散射(SAXS)是分析脂質體的重要工具。脂質體是一類納米顆粒，其特征在于它們的磷脂雙層壁，是少數幾類納米藥物輸運系統之一。SAXS是一種可用于探測納米尺寸、形狀、膜的柔韌性和活性成分與膜相互作用的有效工具。此外，SAXS提供了統計相關的結果，并且可以提供一些其他技術無法獲得的關于脂質體獨特的信息。

★SAXS應用于制藥研究中脂質體的表征★

 脂質體是一種主要由磷脂組成的具有脂質雙層壁的球狀囊泡，于60年代初被發現。脂質體尺寸從幾十納米到超過200微米不等。脂質體有兩種類型：單層和多層（囊泡）。多層囊泡進一步分為多層、寡層和多囊泡脂質體（見下圖）。其易于制造及生物相容性使它們成為活性藥物成分 (API) 以及化妝品 [1] 和食品配方的理想載體[2]。

 除了各種類型的磷脂外，脂質體通常含有膽固醇或其他親脂分子。此外，表面可以用聚乙二醇 (PEG) 或其他聚合物、蛋白質、小分子、碳水化合物和其他基團進行修飾，以改變它們的穩定性、溶解性或將它們引導到應該卸載其活性貨物的組織。這種多功能性使其作為納米藥物遞送系統取得了成功，目前市場上的臨床制劑中的脂質體就說明了這一點。[i]

 Doxil®、LMX-4® 和 DepoDur® 是成功上市配方的一些例子。這些注冊藥物的共同點是活性成分太親脂而不能直接給藥。因此，它們被封裝在脂質體載體中。

1

利用SAXS表征脂雙層和脂質雙層厚度 

 為了保護消費者的健康并保持穩定的質量，用于這些應用的脂質體的生產受到良好生產規范 (GMP) 指南的監管。這些指南規定必須明確定義和控制制造過程，并且必須評估過程中的任何變化。[ii] 形態分析是質量控制的關鍵部分，小角X射線散射是非常適合的工具。

 層狀性，即層狀雙層的數量，是 FDA（食品和藥物管理局）認為重要的參數之一。層狀結構是脂質體容納和保留藥物物質能力的主要因素。[iii] 通過SAXS技術可以很容易得到脂質雙層的數量及其確切的構造。如果與廣角X射線散射（WAXS）聯用，可以得到烷基鏈間距的信息，從而實現對凝膠，脂質或波紋相的準確測定。

 例如，在來自意大利拉奎拉大學和意大利羅馬大學的科學家最近發表的一篇文章中，SAXS 與其他表征方法一起用于研究喹啉在由不同脂質組成的脂質體中的負載量 [3]。喹啉是一種眾所周知的通用化合物，但溶解度低限制了其對藥理學應用的影響，這可以通過將其包含在脂質體中來克服。下圖顯示了具有不同喹啉配方的喹啉負載多層囊泡和由不同磷脂（DOPC、DPPC）制成的脂質體的 SAXS 和 WAXS 測試結果。清晰的周期性散射峰證實了具有所需層狀度的囊泡的存在。載有喹啉7的DPPC脂質體是一個例外。在這里，寬的散射峰表明存在堆疊雙層數量少得多的脂質體。

圖1：空脂質體和加入喹啉的多層囊泡磷脂的SAXS曲線（黑色曲線為空脂質體，橙色、藍色和紫色曲線為不同喹啉配方）。圖中插入的是一個放大的散射峰。該數據采集于法國Xencos公司的Xeuss 2.0 Q-Xoom（即Xeuss 3.0）, 配備的是Genix3D 銅靶光源。

 此外，SAXS 是表征雙層厚度的首選技術，因為它具有納米分辨率，并且因為它提供了來自 ~ 1 立方毫米樣本體積的統計相關信息。它還提供了對膜柔韌性和活性成分摻入的深入了解。[1,2] 與許多其他技術相比，例如冷凍電子顯微鏡 (CryoEM)，樣品可以在接近自然狀態下進行測量，準確地代表自然狀態。[4] 重要的是，SAXS 允許研究上述參數作為溫度和其他環境參數的函數。[1,2,4-7]

     在某些情況下，SAXS 具有額外的優勢，例如，它是目前測量脂質體 PEG 冠的尺寸和結構的唯一直接方法，因為對于其他技術（如冷凍 TEM）這缺乏足夠的對比度。[8-9]

2

利用SAXS表征脂質體大小

 除了雙層形態研究外，SAXS 還可用于表征從幾納米到幾百納米范圍內的脂質體尺寸，具體取決于脂質體和儀器的類型。在卡爾斯魯厄理工學院 (KIT) [10] 最近的一份出版物中，SAXS 被用于研究使用脂質體作為穩定碳氟化合物乳液的一種手段。在這項基礎研究中，研究了具有不同頭部大小、鏈長和不同濃度的磷脂。首先，SAXS 明確地證實了脂質體的形成，而其他測量技術對于新制備的樣品這一點尚不清楚。其次，SAXS對生產過程中引入的樣品中的氣泡不敏感。因此，與通過光子相關光譜 (PCS) 測量的強度加權平均流體動力學尺寸相比，SAXS 可以提供更可靠的脂質體尺寸測量方法。在這種特殊情況下，PCS 測量進一步受到兩相折射率的微小差異的阻礙，這對于SAXS來說不是問題，因為其對比度依賴于電子密度而不是折射率的差異。

  如下圖所示，對具有不同磷脂（左）和不同濃度（右）的脂質體的散射圖譜積分得到一維曲線，進行建模并進行了擬合。結果表明脂質體的大小隨著磷脂尾部長度的增加而增加，從 DMPC 的 48 nm 到 DSPC 的 59 nm 和 DPPC 的 61 nm。將 DPPC 的濃度從 25 到 300 mM 變化會導致脂質體的形成從 61 nm 到超過儀器檢測極限的尺寸。此外，散射強度的增加意味著存在的磷脂越多，可形成的脂質體越多。

圖2- 用不同鏈長磷脂組成的不同脂質體的SAXS實驗（左）或用不同濃度的DPPC制備的懸液的SAXS實驗（左）. SAXS數據采集自法國Xenocs公司的Xeuss 2.0，樣品置于凝膠樣品臺中，設置樣品到檢測器的距離為1750毫米，單個樣品測試時間為1800 s。

★Xenocs藥物載體的研發和生產解決方案★

 脂質體和其他納米粒子是藥物有效載荷輸送的重要載體，為解決各種藥物需求提供了無限的可能性。法國Xenocs為脂質體和其他納米粒子的有效開發提供解決方案。我們的產品通過提供更穩定可靠的結果，大大縮減了研發周期。此外，它們非常適合于生產監測和質量控制，確保高品質、安全的產品能更快地進入市場。創新的設計，核心的科技和獨有的功能，使我們的產品成為市場上獨特的解決方案。

聯系我們

電話：400-159-0509

郵箱：mkt-cn@xenocs.com

網址：www.xenocs.cn