Key publications on the characterization of nanoparticle drug and gene delivery systems by FFF-MALS-DLS
Ostatní, Vědecké články | | WatersInstrumentace
Asymetrická flow field–flow fracturation v kombinaci s multi-angle light scattering (MALS) a dynamic light scattering (DLS) představuje moderní a vysoce výkonnou platformu pro charakterizaci nanočástic používaných v dodávání léčiv a genové terapie. Precizní stanovení velikosti, rozdělení populací a stability nosičů je klíčové pro vývoj bezpečných a účinných nanofarmak.
Původní dokument přináší výběr klíčových publikací, které využívají kombinaci AF4-MALS-DLS k analýze různých typů nanoDDS, včetně lipidových nanočástic (liposomy, LNP), exozomů, polymerozomů, virus-like particles a adeno-asociovaných virů. Přehled shrnuje metodologii, hlavní výsledky a benchmarkové aplikace v preklinickém i klinickém výzkumu.
Standardní postupy zahrnují separaci nanočástic pomocí asymetrické flow field–flow fractionation (AF4), následnou detekci a charakterizaci pomocí:
Kombinace AF4-MALS-DLS představuje univerzální a spolehlivou sadu metod pro detailní charakterizaci nanočástic v oblasti farmacie, genové terapie a pokročilých biotechnologií. Umožňuje robustní stanovení velikosti, složení a stability, což je klíčové pro další vývoj bezpečných a účinných nanonutričních systémů.
GPC/SEC
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Asymetrická flow field–flow fracturation v kombinaci s multi-angle light scattering (MALS) a dynamic light scattering (DLS) představuje moderní a vysoce výkonnou platformu pro charakterizaci nanočástic používaných v dodávání léčiv a genové terapie. Precizní stanovení velikosti, rozdělení populací a stability nosičů je klíčové pro vývoj bezpečných a účinných nanofarmak.
Cíle a přehled studie / článku
Původní dokument přináší výběr klíčových publikací, které využívají kombinaci AF4-MALS-DLS k analýze různých typů nanoDDS, včetně lipidových nanočástic (liposomy, LNP), exozomů, polymerozomů, virus-like particles a adeno-asociovaných virů. Přehled shrnuje metodologii, hlavní výsledky a benchmarkové aplikace v preklinickém i klinickém výzkumu.
Použitá metodika a instrumentace
Standardní postupy zahrnují separaci nanočástic pomocí asymetrické flow field–flow fractionation (AF4), následnou detekci a charakterizaci pomocí:
- Multi-angle light scattering (MALS) pro určení molární hmotnosti a rozdělení velikostí
- Dynamic light scattering (DLS) pro hydrodynamický průměr
- UV/Vis detekci pro stanovení koncentrace
- Refraktometrickou detekci pro doplňkové informace o složení
- TEM a ES-DMA pro morfologii a elektrický náboj (pouze ve vybraných studiích)
Hlavní výsledky a diskuse
- Lipidové nanočástice: AF4-MALS-DLS umožňuje přesně sledovat velikostní spektrum i stabilitu liposomů a LNP, kvantifikovat enkapsulaci a uvolňování léčiva (Caputo et al., 2019; Hinna et al., 2016; Mildner et al., 2021).
- Exozomy: Metoda rozlišuje subpopulace exozomů dle velikosti (exomery vs. malé EV) a umožňuje lipidomickou analýzu frakcí z moči i plazmy (Zhang et al., 2018, 2019; Yang et al., 2017).
- Polymerozomy: AF4-MALS-DLS zachycuje difúzi nanočástic a enzymů skrze syntetickou membránu, pomáhá sledovat tvorbu a stabilitu polymerního nosiče (Gumz et al., 2019; Boye et al., 2010).
- Virus-like particles a AAV: Kvantifikace a klasifikace subpopulací VLP a reálných virových částic dle velikosti, molární hmotnosti a infektivity, což podporuje vývoj genových terapií (Pease et al., 2009; Bousse et al., 2013; Wei et al., 2007).
- Další aplikace: AF4-MALS-DLS se ukázala jako vhodný nástroj pro charakterizaci kovy–organických frameworků a klinicky relevantních dendrimerů (Roda et al., 2018; Sonzini et al., 2023).
Přínosy a praktické využití metody
- Vysoce přesné size-profilování nanočástic v jednotlivých frakcích
- Kvantifikace enkapsulace léčiva a uvolňovacích kinetik
- Odhad stability formulací v různých podmínkách (teplota, pH, serum)
- Optimalizace výrobních procesů a zajištění kvality (QA/QC)
- Podpora preklinického a klinického vývoje nanomedicín
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace AF4-MALS-DLS s hmotnostní spektrometrií a mikrofluidními systémy pro online multi-parametrickou analýzu
- Standardizace metodik pro regulované prostředí nanomedicíny
- Využití strojového učení pro automatizovanou interpretaci frakčních dat
- Rozšíření na nové platformy nosičů (polymer/lipid/hybridní systémy)
Závěr
Kombinace AF4-MALS-DLS představuje univerzální a spolehlivou sadu metod pro detailní charakterizaci nanočástic v oblasti farmacie, genové terapie a pokročilých biotechnologií. Umožňuje robustní stanovení velikosti, složení a stability, což je klíčové pro další vývoj bezpečných a účinných nanonutričních systémů.
Reference
- Caputo F. et al. Mol. Pharm. 16(2), 756–767 (2019).
- Gioria S. et al. Nanomedicine (Lond) 13(5), 539–554 (2018).
- Mehn D. EU Nanomedicine Characterization Laboratory. EUNCL-PCC-022 (online).
- Caputo F. et al. J. Chromatogr. A 1635, 461767 (2021).
- Caputo F. et al. J. Controlled Release 299, 31–43 (2019).
- Hinna A.H. et al. J. Controlled Release 232, 228–237 (2016).
- Arifin D., Palmer A. Biotechnol. Prog. 19(6), 1798–1811 (2003).
- Mildner R. et al. Eur. J. Pharm. Biopharm. 163, 252–265 (2021).
- Parot J. et al. J. Controlled Release 320, 495–510 (2020).
- Wu B. et al. Anal. Chim. Acta 1127, 234–245 (2020).
- Zhang H., Lydem D. Nat. Protoc. 14(4), 1–19 (2019).
- Zhang H. et al. Nat. Cell Biol. 20, 332–343 (2018).
- Yang J.S. et al. Anal. Chem. 89(4), 2488–2496 (2017).
- Sitar S. et al. Anal. Chem. 87(18), 9225–9233 (2015).
- Petersen K.E. et al. Anal. Bioanal. Chem. 406(30), 7855–7866 (2014).
- Gumz H. et al. Adv. Sci. (2019).
- Boye S. et al. J. Chromatogr. A 1217(29), 4841–4849 (2010).
- Pease L.F. et al. Biotechnol. Bioeng. 102(3), 845–855 (2009).
- Citkowicz A., Petry H. Anal. Biochem. 376, 163–172 (2008).
- Chuan Y.P. et al. Biotechnol. Bioeng. 99(6), 1425–1433 (2008).
- L ipin D.I., Lua L.H.L., Middelberg A.P.J. J. Chromatogr. A 1190(1–2), 204–212 (2008).
- Bousse T. et al. J. Virol. Methods 193(2), 589–596 (2013).
- Wei Z. et al. J. Virol. Methods 144(1–2), 122–132 (2007).
- Roda B. et al. Anal. Bioanal. Chem. 410(21), 5245–5253 (2018).
- Sonzini S. et al. Int. J. Pharm. 637, 122905 (2023).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
P U B L I C AT I O N L I S T PL9008: Key publications on the characterization of gene vectors by light scattering Summary This document lists key publications using high-throughput dynamic light scattering (HT-DLS), size exclusion…
Klíčová slova
fractionation, fractionationmals, malsnanoparticles, nanoparticlesasymmetrical, asymmetricalvirus, viruscharacterization, characterizationfield, fieldvectors, vectorsflow, flowlipid, lipidfff, fffscattering, scatteringextracellular, extracellulardelivery, deliverysize
PL9006: Key publications on the characterization of vaccines with multi-angle and dynamic light scattering
|Waters|Ostatní
P U B L I C AT I O N L I S T PL9006: Key publications on the characterization of vaccines with multi-angle and dynamic light scattering Summary This document lists key publications using multi-angle and dynamic light scattering…
Klíčová slova
virus, virusvaccine, vaccineinfluenza, influenzascattering, scatteringfractionation, fractionationlike, likevaccines, vaccinesparticle, particleangle, anglelight, lightcharacterization, characterizationimmunogenicity, immunogenicityasymmetrical, asymmetricalformulation, formulationantigen
Characterization of nanopharmaceuticals with field-flow fractionation and light scattering (FFF-MALS-DLS)
|Waters|Technické články
W H I T E PA P E R WP2611: Characterization of nanopharmaceuticals with field-flow fractionation and light scattering (FFF-MALS-DLS) Dan Some, Ph.D., and Christoph Johann, Ph.D., Waters | Wyatt Technology Introduction One of the primary challenges in developing effective…
Klíčová slova
fff, fffdls, dlsmals, malsfractionation, fractionationradius, radiusfield, fielddrug, drugasymmetrical, asymmetricalnanoparticle, nanoparticleflow, flowscattering, scatteringlight, lightmolar, molardetermine, determinesize
Lipid Nanoparticle and Liposome Characterization with FFF-MALS-DLS
|Waters|Technické články
W H I T E PA P E R WP2608: Lipid Nanoparticle and Liposome Characterization with FFF-MALS-DLS Christoph Johann, Ph.D., Waters | Wyatt Technology tially biased due to small, unrepresentative ensembles consisting of just hundreds to thousands of particles. Introduction…
Klíčová slova
fff, fffdrug, drugdls, dlsmals, malslipid, lipidliposomes, liposomessize, sizecarriers, carriersdonor, donorliposome, liposomedistribution, distributionacceptor, acceptornanoparticles, nanoparticlesbatch, batchloading