突破性納米藥物載體研發(fā)背后，這兩項檢測技術(shù)竟成 “關(guān)鍵推手"！

在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，“精準(zhǔn)遞送" 一直是攻克疾病的核心難題 —— 如何讓藥物避開生理屏障、直達(dá)病灶并精準(zhǔn)釋放，是科研人員不懈探索的方向。近日，《ACS Omega》期刊發(fā)表的一項研究給出了新答案：基于 β- 環(huán)糊精的交聯(lián)納米顆粒（CD-CO NPs），憑借優(yōu)異的生物相容性、pH 響應(yīng)降解性和高載藥能力，成為很有潛力的新型藥物遞送載體。而這一成果的落地，離不開納米粒度分析（DLS） 與zeta 電位分析技術(shù)的全程支撐。

一、藥物載體的 “黃金標(biāo)準(zhǔn)"：為什么粒徑和表面電荷是關(guān)鍵？

理想的納米藥物載體，需要同時滿足 “穩(wěn)定循環(huán)"“高效靶向"“安全降解" 三大要求，而這兩點(diǎn)特性直接決定其性能：

• 粒徑大小：若粒徑過大（＞400nm），易被人體免疫系統(tǒng)清除，無法穿透腫瘤組織間隙；若過小（＜50nm），則可能提前滲透到非靶組織，增加毒副作用。

• 表面電荷：合適的表面電荷能避免載體團(tuán)聚（如負(fù)電荷可減少與帶負(fù)電細(xì)胞膜的非特異性吸附），同時影響細(xì)胞攝取效率 —— 這正是 zeta 電位的核心檢測價值。

此次研究中，科研團(tuán)隊通過納米粒度與 zeta 電位測試，將 CD-CO NPs 的性能 “精準(zhǔn)調(diào)控" 到理想范圍，最終實(shí)現(xiàn)藥物的高效遞送。

圖1.(a)β-環(huán)糊精（CD）游離羥基的環(huán)糊精偶聯(lián)反應(yīng)（CDI）及(b)咪唑氨基甲酸酯中間體與甲氧基聚乙二醇胺的反應(yīng)示意圖。圖(c)展示了β-環(huán)糊精與氨基-PEG可能發(fā)生反應(yīng)的示意圖，(d)為最終形成的環(huán)糊精-氨基甲酸酯納米顆粒（CD-CO NPs）結(jié)構(gòu)。

二、DLS 技術(shù)：從 “無序合成" 到 “精準(zhǔn)控徑" 的核心工具

傳統(tǒng)環(huán)糊精納米載體的制備，常面臨 “粒徑不均"“需機(jī)械破碎" 的問題（如部分納米海綿粒徑＞400nm），導(dǎo)致其難以滿足體內(nèi)遞送需求。而本研究通過動態(tài)光散射（DLS） 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從 “試錯合成" 到 “精準(zhǔn)調(diào)控" 的突破：

1. 實(shí)時監(jiān)測，鎖定最佳合成比例

科研團(tuán)隊以 β- 環(huán)糊精（β-CD）和碳二亞胺（CDI）為原料，測試了 1:6~1:18 的不同原料配比。通過 DLS 實(shí)時檢測 aqueous suspension 中納米顆粒的 hydrodynamic diameter（水合粒徑），發(fā)現(xiàn)當(dāng) β-CD:CDI=1:12 時，顆粒粒徑分布最窄（PDI 低至 0.255），水合粒徑穩(wěn)定在 200-300nm—— 這一尺寸既能避免被腎臟過快濾過，又能穿透腫瘤組織的 “增強(qiáng)滲透滯留效應(yīng)（EPR）"，為后續(xù)藥物遞送奠定基礎(chǔ)。

圖2：未聚乙二醇化環(huán)糊精-環(huán)糊精內(nèi)酯（CD-CO）納米顆粒在水中的動態(tài)光散射（DLS）測量結(jié)果（左圖）：不同環(huán)糊精摩爾比的樣品：1：6（藍(lán)色）、1：12（紅色）和1：18（黑色）。

2. 長期追蹤，驗(yàn)證膠體穩(wěn)定性

納米載體的 “長期穩(wěn)定性" 是其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵 —— 若在儲存或體內(nèi)循環(huán)中發(fā)生團(tuán)聚，將直接失效。研究團(tuán)隊通過 DLS 對 CD-CO NPs 進(jìn)行了長達(dá) 1 個月的追蹤：在中性水溶液（pH=7）中，顆粒水合粒徑始終維持在 200-300nm，無明顯變化；即便在細(xì)胞培養(yǎng)基（DMEM）或緩沖液（PBS）中，仍保持良好分散性。這一結(jié)果通過 DLS 的 “強(qiáng)度 / 數(shù)量加權(quán)分布" 雙重驗(yàn)證，為其后續(xù)體內(nèi)應(yīng)用提供了可靠數(shù)據(jù)支撐。

圖3.粒徑介于100-160納米之間的CD-CO納米顆粒的DLS測量顯示（流體動力學(xué)）粒徑分布峰值在200-300納米，且在水中可保持?jǐn)?shù)月的膠體穩(wěn)定性

三、zeta 電位分析：破解 “載體團(tuán)聚" 難題的關(guān)鍵

納米顆粒的團(tuán)聚問題，是制約其應(yīng)用的 “老大難"—— 傳統(tǒng)未修飾的環(huán)糊精納米顆粒，在水溶液中幾分鐘內(nèi)就會絮凝。而本研究通過zeta 電位分析，找到了解決方案：

1. 揭示表面電荷與穩(wěn)定性的關(guān)聯(lián)

研究團(tuán)隊通過 zeta 電位檢測發(fā)現(xiàn)，PEG 修飾后的 CD-CO NPs 在 pH=7.3 時，表面電荷為 - 14mV。這一弱負(fù)電位源于 β- 環(huán)糊精分子暴露的羥基 —— 負(fù)電荷間的排斥作用，有效抑制了顆粒間的團(tuán)聚，使其在水溶液中穩(wěn)定分散數(shù)周。反觀未 PEG 修飾的顆粒，因表面電荷雜亂，zeta 電位無穩(wěn)定峰值，最終快速絮凝。

2. 預(yù)判體內(nèi)行為，降低毒副作用

zeta 電位不僅影響膠體穩(wěn)定性，還與載體的 “體內(nèi)清除" 密切相關(guān)：過度負(fù)電或正電的顆粒，易被血液中的蛋白吸附（形成 “蛋白冠"），進(jìn)而被巨噬細(xì)胞清除；而 - 14mV 的弱負(fù)電位，既能避免非特異性吸附，又能減少與紅細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用，延長體內(nèi)循環(huán)時間 —— 這正是 zeta 電位技術(shù)對 “載體安全性" 的重要預(yù)判價值。

四、總結(jié)：檢測技術(shù)是納米生物醫(yī)藥研發(fā)的 “基石"

從 CD-CO NPs 的合成優(yōu)化、穩(wěn)定性驗(yàn)證，到功能實(shí)現(xiàn)，納米粒度（DLS） 與zeta 電位分析始終扮演著 “眼睛" 的角色：

• 對研發(fā)端：它們幫助科研人員快速篩選最佳合成條件，避免 “盲目試錯"，加速成果落地；

• 對應(yīng)用端：它們?yōu)檩d體的 “體內(nèi)安全性"“有效性" 提供量化數(shù)據(jù)，降低產(chǎn)業(yè)化風(fēng)險；

• 對行業(yè)端：它們推動納米藥物從 “概念" 走向 “實(shí)用"，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供技術(shù)支撐。

DS100納米粒度及ZETA電位分析儀，由貝拓科學(xué)自主研發(fā)。它采用動態(tài)光散射技術(shù)，可精準(zhǔn)測量納米顆粒的粒徑分布與ZETA電位，并具備精確溫控功能，滿足不同條件下的測試需求。

未來，隨著納米藥物向 “更精準(zhǔn)、更高效" 方向發(fā)展，納米粒度與 zeta 電位技術(shù)將發(fā)揮更重要的作用 —— 它們不僅是檢測工具，更是生物醫(yī)藥創(chuàng)新的 “關(guān)鍵推手"。

（注：本文數(shù)據(jù)及成果均來自《ACS Omega》2025 年發(fā)表的 “Cross-Linked Cyclodextrin-Based Nanoparticles as Drug Delivery Vehicles: Synthesis Strategy and Degradation Studies" 一文，感興趣的讀者可查閱原文深入了解。）

Wehl, L.; Muggli, K.; M?ller, K.; Engelke, H.; Bein, T. Cross-Linked Cyclodextrin-Based Nanoparticles as Drug Delivery Vehicles: Synthesis Strategy and Degradation Studies. ACS Omega 2025, *10* (12), 10352–10365.