納米藥物載體靶向治療機(jī)理

疾病一直伴隨著人類的發(fā)展，我們也常會聽到或看到某個關(guān)于疾病的消息或新聞，而今年的新冠肺炎更讓每個人感覺病毒就在身邊很近的距離。針對疾病，人類一直在研發(fā)新的藥物，也一直在改進(jìn)我們的治療手段。

很多藥物的效果是很好，但在給藥過程中雖然治療了病變組織，卻同時也對周圍的細(xì)胞、組織甚至器官產(chǎn)生了很大的損傷，這些副作用限制了我們對很多疾病的理想藥物的設(shè)計能力，如惡性腫瘤、神經(jīng)退行性疾病以及傳染性疾病。理想的治療是既能給藥到病變組織，又不影響周圍組織，因此靶向治療越來越受到親睞。

醫(yī)學(xué)上以納米顆粒材料作為藥物載體，將治療藥物分子包裹在納米顆粒內(nèi)或吸附在其表面，通過靶向分子與細(xì)胞表面特異性表達(dá)的受體結(jié)合并定向分布到靶組織并且滯留在靶組織發(fā)揮療效，同時不影響周圍細(xì)胞、組織和器官。目前研究較多的納米藥物載體主要有脂質(zhì)體、膠束、聚合物納米顆粒、脂類納米顆粒、樹枝狀聚合物和碳納米管等。     

納米藥物載體的制備只是完成了藥物的裝載過程，如何克服復(fù)雜的機(jī)體內(nèi)環(huán)境，使治療藥物直接高效地遞送到病灶部位才是決定治療效果的關(guān)鍵。

藥物裝載與藥物靶向分子的有機(jī)結(jié)合，能夠有效地延長藥物體內(nèi)循環(huán)時間，維持較高的血藥濃度，進(jìn)而能夠在療效的前提下，減少給藥劑量，減輕或避免毒副作用，克服多藥耐藥性問題，提高化療藥物的穩(wěn)定性和藥效。但這些顆粒結(jié)合體與載藥量會影響終形成的遞送顆粒大小，遞送顆粒的大小不僅會影響藥物的遞送效果，還影響顆粒與血漿蛋白以及細(xì)胞之間的作用，所以對這些載藥的納米顆粒進(jìn)行正確的粒度分析就顯得尤為重要。

納米顆粒的定義

納米技術(shù)這些年一直在發(fā)展，納米的概念也越來越多，但是有些人對納米的定義還是模糊的，要定義一個顆粒是否為納米顆粒，先要弄清楚顆粒是幾維空間上的納米，有的是一維空間為納米級別，有的是二維空間為納米級別，其實(shí)真正的納米顆粒是指三維空間的尺寸都在100納米以內(nèi)，超出這個范圍的其實(shí)是亞微米顆粒或者微米顆粒。

測量納米顆粒的傳統(tǒng)方法 

目前測試納米顆粒的方法主要有X射線衍射方法、電子顯微鏡方法（如TEM，SEM）、掃描探針顯微鏡方法（如AFM，SPM，STM）、拉曼光譜方法和激光粒度分析等方法，而激光粒度分析方法中動態(tài)光散射法（Dynamic Laser Scattering, DLS）是普遍應(yīng)用的研究納米粒度的檢測方法。

DLS的原理是顆粒在液體中的布朗運(yùn)動，小顆粒在液體中運(yùn)動快，引起的光強(qiáng)變化就快；大顆粒在液體中運(yùn)動慢，引起的光強(qiáng)變化慢，根據(jù)光強(qiáng)的變化快慢信號，再引入相關(guān)方程，就可以得出納米體系的粒徑分布。

傳統(tǒng)的DLS儀器設(shè)計采用光子相關(guān)光譜法（Photon Correlation Spectroscopy, PCS），使用單束激光單探測器，收集顆粒的光強(qiáng)變化信號。對于低濃度樣品還是可行的，但是隨著濃度的增高，多重散射的幾率增高，體現(xiàn)到檢測結(jié)果上就是粒度結(jié)果“失真”，并且重現(xiàn)性不好。

光子交叉相關(guān)光譜 PCCS 法的優(yōu)勢 

德國新帕泰克的NANOPHOX創(chuàng)新采用光子交叉相關(guān)光譜法（Photon Cross-Correlation Spectroscopy, PCCS）。

PCCS原理是采用兩束激光對應(yīng)兩個探測器在不同角度獲取信號，然后互相關(guān)進(jìn)行信號對比，保留單散射信號作為有效信號，從而消除了多重散射信號對高濃度樣品測試結(jié)果失真的影響，因此其測試結(jié)果是可靠和穩(wěn)定的。

PCCS的適用檢測濃度范圍是PCS的100-1000倍

由上圖可見，PCS原理測試結(jié)果隨著濃度的增高粒徑變小并且不穩(wěn)定，這是由于多重散射信號引起的。在實(shí)際操作中，需要采用稀釋的方法彌補(bǔ)上述缺陷，但過度的稀釋會破壞樣品的穩(wěn)定性和其他特性。同時還存在一個問題，那就是究竟稀釋多少倍是合適的？這需要實(shí)驗(yàn)人員的工作來確定。

NANOPHOX采用PCCS技術(shù)解決了這個問題，測試結(jié)果與濃度無關(guān)，在不同濃度下的測試結(jié)果基本穩(wěn)定，可以避免不必要的稀釋和前期的準(zhǔn)備工作。

德國新帕泰克納米激光粒度儀

NANOPHOX應(yīng)用案例

NANOPHOX外觀

NANOPHOX應(yīng)用于靶向腫瘤治療的

葡聚糖基納米載藥體系的粒度分析

葡聚糖可以形成10個改良葡聚糖子單位組成的納米主結(jié)構(gòu)，通過加入螺旋添加劑穩(wěn)定，由氧化葡聚糖和螺旋穩(wěn)定劑形成的納米結(jié)構(gòu)藥物及分子可以共價連接應(yīng)用于藥物載體，如用于阿霉素，與pH依賴性藥物鍵連接可控制藥物單獨(dú)在癌細(xì)胞中釋放。

下圖中為一個葡聚糖納米顆粒的模型，六角形結(jié)構(gòu)為氧化葡聚糖，綠色的結(jié)構(gòu)是螺旋添加劑，紅色顆粒為共價連接的藥物。

未加入阿霉素之前，載體在凍干狀態(tài)下和復(fù)溶于水狀態(tài)下都是呈微黃色。

加入阿霉素之后，藥品在凍干狀態(tài)下和復(fù)溶于水狀態(tài)下都是呈紅色。

在加入阿霉素前后均用NANOPHOX直接進(jìn)行粒徑測量，無需稀釋，終測試結(jié)果如下圖：

可以看到，未加入阿霉素前，粒徑為37納米，加入阿霉素之后，粒徑為45納米，粒徑變化甚微，只增大了8納米。

結(jié)論：如此細(xì)小的變化要識別出來，就要求儀器有很高的檢測靈敏度和很好的穩(wěn)定性，德國新帕泰克的基于光子交叉相關(guān)光譜（PCCS）原理的納米粒度儀NANOPHOX是值得您信賴的選擇。