经典 EE% 测定分三步:荧光染料测游离 RNA,表面活性剂裂解 LNP 后测总 RNA,再另跑一台 DLS 测粒径,12 个样品约 3 小时。Stunner AF 在同一个 2 µL 板式平台上读荧光、UV/Vis 和 RADLS,不用裂解,也不加表面活性剂。一次读取同时出 EE%、总 RNA、游离 RNA、粒径、PdI 和颗粒浓度。12 个样品 26 分钟准备,1 小时 15 分钟无人值守跑完。
荧光通道配合核酸敏感染料(RiboGreen)定量游离 RNA。总 RNA 由 UV/Vis 通道给出:Unmix 算法把 RNA 的吸收信号从胆固醇等脂质和浊度中拆出来,所以不需要加表面活性剂。游离 RNA 和总 RNA 各取中位数,按 EE% = (总 RNA − 游离 RNA) / 总 RNA 计算。粒径、PdI 和颗粒浓度由 RADLS 在同一次读取中测出。
12 个 LNP 样品用 RNA-LNP EE 应用测量。板上前两行是 6 点荧光标准曲线(四次重复),C/D/E 行是 UV/Vis 三次重复(不加染料,原液直测),F/G/H 行是荧光三次重复(加 RiboGreen 工作液)。
12 个 LNP 样品的结果概览。前两行 = 标准曲线;C/D/E 行 = UV/Vis 总 RNA(三次重复);F/G/H 行 = 荧光游离 RNA(三次重复)。
定量精密度
游离 RNA(荧光,RiboGreen)
CV 中位数 2.7%
6 点标准曲线,4 参数拟合
Payload 浓度(UV/Vis,总 RNA - 游离 RNA)
CV 中位数 0.6%
无表面活性剂,无颗粒裂解
单个 LNP 样品的详细报告:EE%、总/游离 payload、粒径和 PdI 一屏显示。
12 个 LNP 样品的粒径质量分布,来自未稀释、无染料的重复测量。
经典方法同样用荧光染料测游离 RNA,差别在总 RNA:它要先加表面活性剂裂解 LNP 再测。Stunner AF 改为直接读 UV/Vis,粒径也在同一次读取里测完,不必再逐个上 DLS。按 12 个样品估算,手动时间约省 1 小时,总时间省得更多(见下表)。
三种 LNP 制剂(SM-102、MC3 和阳离子 LNP)先在 Stunner AF 和经典荧光板读数法上做了对比。SM-102 还额外测了低、高两种游离 RNA 掺入条件。两种方法的 EE% 相差不超过 4 个百分点,所有制剂 EE% 均大于 90%。
经典 EE% 法(荧光板读数,绿色)和 Stunner AF(蓝色)对三种 LNP 制剂 + 两种 RNA 掺入条件的 EE% 对比。差异在 4 个百分点以内。
经典方法
逐个 DLS1–2 h 手动 / 1.5–2 h 总时染料法 EE%1.5 h 手动 / 1.5 h 总时合计>2 h 手动 / ~3 h 总时
Stunner AF
EE% + 粒径30 min 手动 / 1.5 h 总时
> 节省~1 小时手动 + ~1.5 h 总时
12 个样品,三次重复,含 EE%、粒径、payload 浓度和颗粒浓度。对比表按约数估算;本文的 12 样品板实测为 26 分钟准备、1 小时 15 分钟读取。
这批的三种制剂与上面的对比组不完全相同。SM-102 和 ALC-0315(两种可电离脂质)制备的 LNP Z-average 粒径约 67 nm,阳离子脂质 DDAB 制备的颗粒更大(106 nm)。三种制剂 EE% 都超过 90%,差别出在 payload 浓度上:DDAB LNP 约 13 µg/mL,只有可电离脂质 LNP(平均 41 µg/mL)的三分之一。颗粒浓度则随粒径变小而升高。
SM-102、ALC-0315 和 DDAB 三种 LNP 制剂的粒径、EE%、payload 浓度和颗粒浓度。
三种制剂的 EE%:经典荧光法(绿色)vs Stunner AF(蓝色),差异在 4 个百分点以内。
使用 Stunner AF 的 RNA-LNP EE 或 RNA-LNP EE Screen 应用。板布局示例:UV/Vis 样品(绿色,三次重复)不加染料,原液直测;荧光样品(紫色,三次重复)加 RiboGreen 工作液;标准曲线(黄色,四次重复)5 个浓度点 + 1 个零点。Auto-blanking 模式下 UV/Vis 的空白(蓝色)可以省略。
Stunner AF 板布局:绿色 = UV/Vis 样品(三次重复),紫色 = 荧光样品(三次重复),黄色 = 标准曲线(6 个参考点,此示例布局中每点 2–6 孔)。
工作液配制:Unchained Master Mix 与 RiboGreen 按 1:60 混合。12 个样品加 6 个标准品各预混一份,至少需要 360 µL 工作液(建议配 390 µL:6.5 µL RiboGreen + 383.5 µL Master Mix)。5 µL 荧光样品或标准品 + 20 µL 工作液混合后测量。UV/Vis 样品不加任何试剂。
标准曲线:6 点(5 个浓度 + 零点),三种范围可选。Stunner AF 根据标准品的 4 参数拟合自动计算游离 RNA 浓度。
High Range / Mid Range / Low Range
稀释倍数:High Range 1/5;Mid Range 1/4;Low Range 1/3
Std 1:High Range 250 µg/mL;Mid Range 100 µg/mL;Low Range 20 µg/mL
Std 2:High Range 50;Mid Range 25;Low Range 6.67
Std 3:High Range 10;Mid Range 6.25;Low Range 2.22
Std 4:High Range 2;Mid Range 1.56;Low Range 0.74
Std 5:High Range 0.4;Mid Range 0.39;Low Range 0.25
Std 6:High Range 0;Mid Range 0;Low Range 0
单位 µg/mL。
RNA payload:5'-甲氧基假尿苷 eGFP mRNA(浓度因子 41.65 (ng/µL)·cm)、polyA(浓度因子 29.4)或 RNA aptamer Broccoli(浓度因子 40)。Stunner AF 自动校正 RNA 在 LNP 包裹状态下的低色性(hypochromicity)效应。
LNP 制备:在 Sunscreen 微流控设备上组装,使用 SM-102、ALC-0315、DLin-MC3-DMA 和阳离子脂质,配合 PEG 化脂质、胆固醇和辅助脂质。
Stunner AF 省下的主要是手动时间:裂解、总 RNA 标准曲线和逐个上样的 DLS 都不用做,板准备好之后,读取无人值守。
两批制剂的 EE% 都与经典方法对得上,所以配方比较时,可以直接用这块板给出的 EE%。需要更快地初筛粒径时,RADLS 也可以切换到单角度模式。