[发明专利]测定纳米级系统(NSS)的理化性质的方法

说明书

本发明涉及使用分析型超速离心(AUC)测定纳米级系统(NSS)的理化性质的方法，包括以下步骤：生成与感兴趣的NSS相关的多维沉降分析图；选择样品相关参数；测定样品中沉降系数值/参数；将样本沉降系数值插入多维沉降分析图以获得NSS样品的映射值；以及从NSS样品的映射值推断NSS样品的理化性质。此外，本发明涉及用于执行该方法的系统、计算机程序产品和计算机可读存储介质。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的主题使用分析型超速离心测定纳米级系统(NSS)的理化性质的方法。此外，本发明涉及执行根据权利要求18的主题的方法的系统、涉及根据权利要求19的计算机程序产品和涉及根据权利要求20的计算机可读存储介质。

背景技术

在医学诊断和治疗领域，纳米技术被认为可促进药物的广泛临床应用，但迄今为止，药物进入其作用部位一直受到多重途径障碍的阻碍。通过使用生物相容性纳米载体，例如脂质体、聚合物、无机纳米粒子、碳纳米管等，可以改善例如水溶性有限的药物的递送，从而提高这些药物在生物系统中的生物利用度。此外，通过将靶向特性结合到纳米颗粒中，可以将药物输送到特定器官和位于其中的组织。尽管纳米医学市场快速增长且多样化，但在理化层面和生物层面上缺乏关于纳米粒子表征的特定和标准化协议。同样，也缺乏确保纳米药物产品的质量、安全性和有效性的标准方法，而这些标准方法是产品获得资格和公共当局或机构的批准的先决条件。

需要一种能够访问(优选同时访问)与纳米药物产品相关的大量参数的单一技术。此外，优选在选择的溶液条件下，例如溶液中不同的pH值、缓冲条件、血清蛋白的存在与否，存在对此类纳米级系统(NSS)进行守恒质量平衡(conserved mass balance)和无稀释的原位分析的需要。

用于此类目的的合适技术是分析型超速离心(AUC)，它于上世纪初作为一种经典分析技术出现。AUC主要被生物物理学界用于定量评估蛋白质的溶液状态、形状和大小，包括它们的聚集和蛋白质-蛋白质的相互作用。AUC依赖于第一性原理的流体力学和热力学信息；因此，它可用于确定各种颗粒浓度和颗粒大小的范围内的多种类型颗粒的生物物理特性。AUC通常依赖于两种基本类型的沉降实验：平衡实验和沉降速度实验。在沉降速度实验中，原位观测物质向细胞底部的运动。向细胞底部移动的沉降边界通过它们在指定时间间隔内移动到参考处(不含颗粒的溶剂)的快照进行跟踪。沉降速度取决于颗粒的流体动力学特性，因此可以推导出颗粒的形状、质量和颗粒在溶液中的相互作用。颗粒的沉降速度可以在随pH、离子强度和温度(例如4℃至40℃)而变化的条件下进行研究。在平衡实验中(通常在较低的转子转速下进行)，旨在达到沉降和扩散之间的平衡。这些类型的实验可用于摩尔质量估计，还可以测定复合物的特性和粒子的自缔合以及种类之间的结合亲和力/强度的量化。

总之，需要一种合适的技术来表征纳米级系统(NSS)以及纳米级药物输送系统(NDDS)，该技术可以服务于整个大小范围(即，从大小1nm到μm)，并允许应用具有原位检测和可调浓度/稀释度的各种溶液条件，而实际实验无需稀释。在本发明中，公开了以AUC实现该目的。

发明内容

在第一方面，本发明涉及使用分析型超速离心(AUC)测定纳米级系统(NSS)的理化性质的方法。在本发明的背景下，术语“AUC”是指分析型超速离心，其包括由市售AUC装置产生的范围从约1,000rpm到最大速度的速度，其中转子通常能够达到60,000rpm或更高的速度。所述方法包括以下步骤：第一步，生成与感兴趣的NSS相关联的多维沉降分析图，然后，第二步，根据样品选择AUC参数。在第三步中，测定样品中每个参数的沉降系数值，例如，测定样品中的各个参数(粘度、密度等)，在第四步中，将样品沉降系数值插入到多维沉降分析图上，得到NSS样品的映射值。具体地，将样品值映射到多维沉降分析图上以获得NSS特征，分别为指纹图谱(fingerprint)。在最后一步中，从NSS样品的映射值中推断出NSS样品的理化性质，即NSS样品的所有理化性质都可用，可以分别从像指纹图谱一样的映射值中推导出来。