NanoAssemblr 基于微流体的**和核酸递送脂质纳米颗粒制备生产系统
The NanoAssemblr Platform: Microfluidics-Based Manufacture of Lipid Nanoparticles for Drug and Nucleic Acid Delivery
该NanoAssemblr 连续流规模化生产系统采用并联微流体混合器在不改变生产条件下迅速扩大纳米粒子的产量
系统配套试剂盒SUB9KITS:
SUB9KITS允许医学研究人员利用纳米**更迅速地鉴别基因引起的**,包括癌症,神经变性**,代谢性**等等。SUB9KITS把**的RNAi**输送技术送到实验室。这意味着,SUB9KITS将允许科学家和研究人员建立更好的、更快的纳米医药实验。SUB9KITS为医学研究人员带来临床应用纳米技术,让他们能够更迅速地了解**基因. SUB9KITS使用递送RNA导入细胞中调节基因功能—*具挑战性的,*重要的****模式。SUB9KITS能使用户更快的速度和更高保真度地理解人类**的基因。
系统介绍
NanoAssemblr平台是一个可扩展的基于微流体技术的**递送纳米粒子开发和制造系统。该系统使纳米粒子给药系统的开发变得简单,快速,在以前是很难或根本不可能的。
NanoAssemblr是纳米医学微粒快速成型和规模化生产制造系统, 该NanoAssemblr 平台利用微流控芯片进行快速和智能控制纳米医学制造,允许**开发人员能够更快速地开发**的纳米医药,以更有效地**这些**。使用**的**开发中,NanoAssemblrTM平台正在加速的纳米颗粒基**递送RNA,小分子,和蛋白质**的开发。
NanoAssemblr是纳米微粒开发生产领域的**性**技术,其设计宗旨在于帮助用户加速开发个性化纳米**。它独有的**技术可实现纳米微粒可控、自下而上的分子自体组装,该NanoAssemblr**技术通过定制设计微流体混合芯片,使纳米颗粒能够控制,自下而上(分子自组装,分子间的作用形成的模板制备纳米材料),在纳升水平以毫秒混合纳米颗粒组分。小规模快速混合可以精致地、可重复地控制颗粒的形成和微粒分散性。此外,NanoAssemblr技术通过 类似于晶体管的集成片上排列的微流体反应器的并行处理,可以规模化制造纳米微粒。
NanoAssemblr平台解决了现有纳米微粒研制存在的相关重大问题,例如对反应条件敏感、可重复性差、劳动密集型、规模化困难和需要丰富的专业技能。
备注:自下而上,是从分子层面的自组织,利用分子自身的性质。如超分子自组织成有序构,一般是化学方法
自下而上是分子自组装,分子间的作用形成的模板制备纳米材料
该NanoAssemblr微流体装置可以**控制纳米粒子自组装所需要的化学和物理环境。
纳米粒子在混合时间尺度上通常比自组装更快的生产。这消除了工艺可变性,并可以进行适当的纳米工程。
背景
脂质纳米微粒作为基因**载体,用于全身**递送,目前已进行大量深入的研究。其中,脂质纳米微粒(Lipid-based Nanoparticles,NP)**载体,在进行基因**递送时,为克服体内各种生理屏障,粒径需在100nm以下,这类NP的配方和组装*为重要。NP所递送的核酸主要包括DNA,siRNA,反义寡核苷酸。影响NP粒径的主要因素包括脂质的构成、脂质与核酸的比例,以及制备方法。迄今,**有效的载体的研发一直是限制基因**投放临床的瓶颈,NanoAssemblr微流控纳米医学微粒制造系统解决这类难题。
3.纳米微粒**开发流程:
4.系统功能亮点
4.1该系统的微流芯片技术实现精细的工艺控制,工艺可重复性好,可无缝实现规模化生产
4.2分子的自组装
4.2.1控制:层流 (Laminar flow & time-invariant mixing)
4.2.2纳升反应体积(<20nL)
4.2.3快速混合:Time Mix < Time Precipitation
4.2.4低能量输入 (Low energy input )
4.2.5易于扩展升级
4.1当前纳米微粒研制技术限制了**发展,比如:流程过程控制差,生物制剂(核酸,蛋白质,多肽)应用受限,NanoAssemblr解决了这类难题。
4.2 NanoAssemblr:微流体可实现更智能化的纳米微粒
4.2.1可实现快速纳米微粒成型
4.2.2 可消除工艺过程差异性,工艺重现性良好
4.2.3 可单变量稳健操作
4.2.4自动化、可消除人工操作员差异性
4.2.5实现无缝规模生产
? NanoAssemblr 并行微流控技术,可以无缝实现纳米微粒量化生产
4.2.6 NanoAssemblr流体盒可对纳米微粒自体组装中化学和物理环境进行精细控制。纳米微粒研制所需的混合时间尺度通常快于自组装。这就消除了过程差异性和实现合理的纳米微粒工程。
·层流 & 时间不变混合
·快速混合(< 3 ms)
·纳升反应体积(<20nL)
·低能量输入
4.2.7纳米微粒研制方法*快速、*简便
4.2.8快速配方开发
NanoAssemblrTM技术特点:
1.纳米微粒生产的**
2.新型纳米粒子组合
微流体盒可以实现“粒径大小可控的纳米微粒(IsNP)”的研制,可*小的,能量上有利的可基于分子组分的纳米结构。NanoAssemblrTM平台可轻松地研制直径小于30纳米的siRNA-LNPs,脂质体和水包油纳米乳剂。
微粒大小是纳米微粒生物学行为的主要决定因素,纳米微粒大小决定生物分布和组织穿透力。而且,粒径大小可控的纳米微粒可以实现其他给药途径如皮下注射。图例显示*限尺寸纳米微粒脂质体相关尺寸与当前市面上脂质体**(Doxil)对比效果。
3.轻松易控研制siRNA-LNP
脂质纳米粒(LNP)是全身性递送的siRNA临床上***的系统。该NanoAssemblr ? 消除了工艺变异,以便合理制定优化的新颖的siRNA-LNP的开发。例如,在纳米粒子组合物中的单变数可以**纵。在所示的例子中,限定直径的siRNA脂质纳米粒通过调节PEG-脂质含量进行设计。
PEG-lipid (聚乙化二醇化脂质)含量 (摩尔%)
4. 脂质体和乳液生产
该NanoAssemblr平台可用于生产脂质体和油包水(O / W)纳米乳液。 LSNP<30纳米可通过NanoAssemblrTM台式仪器可以很容易实现。不断变化脂质体或纳米乳液成分和/或各成分的相对比例可以允许限定颗粒尺寸的LSNP中的用途。
快速筛选**工艺参数:
应用文献
Publications
Development of lipid nanoparticle formulations of siRNA for hepatocyte gene silencing following subcutaneous administration. Chen S, et al. (2014). Journal of Controlled Release, Oct 5. dii:10.1016/j.jconrel.2014.09.025 [Epub ahead of print]
Docetaxel-carboxymethylcellulose nanoparticles display enhanced anti-tumor activity in murine models of castration-resistant prostate cancer. Hoang B, et al. (2014). International Journal of Pharmaceutics, Aug 25;471(1-2):224-33. dii:10.1016/j.ijpharm.2014.05.021
High-throughput manufacturing of size-tuned liposomes by a new microfluidics method using enhanced statistical tools for characterization. Kastner E, et al. (2014) International Journal of Pharmaceutics. doi: 10.1016/j.ijpharm.2014.10.030
The emergence of the nano-biotechnology industry. Maine E, et al. (2014). Nature Nanotechnology, 9 2-5, Jan. dii:10.1038/nnano.2013.288
Lipid nanoparticle delivery of siRNA to silence neuronal gene expression in the brain. Rungta RL, et al. (2013). Molecular Therapy Nucleic Acids, Dec 3;2:e136. doi: 10.1038/mtna.2013.65
Improved size-tuneable preparation of polymeric nanoparticles by microfluidic nano precipitation. Bally F, et al. (2012) Polymer, Oct, 53(22), 5045-5051.
Microfluidic synthesis of highly potent limit-size lipid nanoparticles for in vivo delivery of siRNA. Belliveau , N. M. et al. (2012)Molecular Therapy Nucleic Acids, 1(May), e37. doi:10.1038/mtna.2012.28
Lipid nanoparticles containing siRNA synthesized by microfluidic mixing exhibit an electron-dense nanostructured core. Leung, A. K. K., et al. (2012). The Journal of Physical Chemistry. C, Nanomaterials and Interfaces, 116(34), 18440–18450. doi:10.1021/jp303267y
Bottom-up design and synthesis of limit size lipid nanoparticle systems with aqueous and triglyceride cores using millisecond microfluidic mixing. Zhigaltsev, I. I. V, et al. (2012). Langmuir, 28(7), 3633–40. doi:10.1021/la204833h
Presentations & Posters
The NanoAssemblr? Platform: microfluidics-based manufacture of nanomedicines. Gesine Heuck. Liposome Research Days. Aug 4-7, 2014, Copenhagen, Denmark.
The NanoAssemblr? Platform: microfluidics-based manufacture of siRNA nanoparticles. Walsh, C. et al. Controlled Release Society 2013 Annual Meeting. July 23, 2013.
The NanoAssemblr? Platform: microfluidics-based manufacture of nanoparticles for drug delivery. Walsh, C. et al. Controlled Release Society 2013 Annual Meeting. July 23, 2013.