mRNA脂质体微流控技术是当前核酸药物制备领域的主流工艺之一,依托微米级通道内的精准流体操控,实现mRNA与脂质组分的高效结合,最终形成结构均一、包裹完整的脂质纳米颗粒,为mRNA分子提供稳定的递送载体,避免其在体内被快速降解。
该技术的核心基础是微尺度下的双相流体精准操控,制备过程中会将两种不同属性的流体分别从微流控芯片的两个独立入口注入,其中一相是溶解了mRNA分子的水相缓冲液,另一相是溶解了各类脂质组分的有机相溶液。两种流体在设计好的微通道内以受控的状态快速接触,在极短的时间内完成充分混合,不同于传统宏观容器内依赖长时间搅拌的混合模式,微流控通道内的流体在微米尺度下可实现分子层面的均匀接触,大幅提升混合的同步性与均一性。
在两相快速混合的过程中,体系内的溶剂极性会发生突变,原本溶解在有机相中的脂质分子,会在极性环境变化的触发下启动自组装过程。带有正电属性的脂质组分,会通过静电相互作用主动包裹住带负电的mRNA分子,辅助脂质、结构脂质与PEG脂质则会有序排列在颗粒外层,逐步形成完整的脂质体外壳,将脆弱的mRNA分子完整包裹在颗粒内部,避免其暴露在外部环境中发生降解。
为了适配不同黏度的脂质溶液与制备需求,微流控芯片会设计不同的通道几何结构,部分带有特殊流道造型的芯片可以在通道内形成局部的流体扰动,进一步强化两相的混合效果,让脂质分子的自组装过程更加同步,最终得到的mRNA脂质体颗粒拥有均匀的粒径分布,结构一致性较好,也能实现较高的mRNA包裹效率。
相较于传统的脂质体制备工艺,微流控技术通过对流体参数的精准调控,大幅提升了制备过程的可重复性,减少了批次间的质量差异,同时也具备较好的规模化拓展潜力,既可以满足实验室阶段的小试研发需求,也能为后续的中试与规模化生产提供稳定的工艺基础,目前已在多款mRNA疫苗与核酸药物的研发生产中得到广泛应用。
