mRNA 药物LNP一步检测新方法：BIA PATfix LNP 平台

导读：在 mRNA 药物生产过程中，包封效率、完整 mRNA 比例及 LNP 粒径均一性等关键参数直接决定了 mRNA 疫苗的有效性与安全性。因此，对这些参数进行精确测定，已成为 mRNA 药物研发与生产中的关键环节。 

传统包封率检测方法的技术瓶颈

当前主流的荧光标记法（如 RiboGreen 检测）虽操作流程相对简便，但存在显著的技术局限，严重影响检测结果的准确性与重复性： 

• 检测干扰显著：荧光染料易穿透 LNP 膜与包封 mRNA 结合，导致游离 mRNA 检测值偏高（假阴性）；同时 LNP 表面的 PEG 基团可能阻碍染料与游离 mRNA 结合，造成游离 mRNA 检测值偏低（假阳性）。这种双向干扰可使包封率测算偏差高达 15%-20%。 
• 样品处理风险高：需使用裂解液破坏 LNP 以检测总 mRNA 量，若裂解不充分会导致总 mRNA 释放不完全（假阴性）；若裂解时间过长则会引发 mRNA 降解（假阳性）。此外，裂解操作对技术人员熟练度要求极高，不同操作者处理同批样品，结果差异可达 10% 以上。 
• 功能参数缺失：仅能测算包封率，无法同步评估 mRNA 完整性（如降解程度）与 LNP 粒径分布，而这两项参数同样影响疫苗稳定性与递送效率，需额外采用毛细管电泳（CE）、动态光散射（DLS）等方法检测，大幅延长分析周期。 

BIA PATfix LNP 平台：SDVB/OH 柱二元色谱法的创新解决方案

针对传统方法的痛点，BIA Separations 推出的 PATfix LNP 平台创新性地采用了 SDVB/OH 柱二元色谱法，无需复杂样品预处理，即可实现对 LNP-mRNA 包封率、mRNA 完整性、mRNA 含量、LNP 粒径分布的一站式检测。 

该方法操作流程已通过《Journal of Chromatography B》文献验证，具有优异的灵敏度（检测限 LOD=15ng mRNA）和精密度（定量限 LOQ=45ng mRNA，线性相关系数 R²＞0.99），完全满足 GMP 级质量控制要求。 

1. 二元色谱法核心原理：基于「亲疏水性差异」的精准分离

BIA 二元色谱系统的核心优势在于利用 OH 柱与 SDVB 柱对 LNP 和游离 mRNA 的差异化结合能力，实现高效分离： 

OH 柱的「LNP 捕获」作用

亲水相互作用柱，通过氢键与疏水相互作用吸附 LNP，而游离 mRNA 直接流穿，实现初步分离。 

BIA CIMac^® OH 柱（常用 0.1 mL 规格，6μm 通道）为亲水相互作用柱，其表面羟基可与 LNP 表面脂质头部的极性基团形成氢键；在高离子强度平衡缓冲液条件下，柱配基呈现弱疏水特性，与 LNP 外层脂质双分子层产生疏水相互作用。在此双重作用下，LNP 被稳定吸附在 OH 柱上；而游离 mRNA 因高度带负电、疏水性弱，无法与 OH 柱结合，随流动相直接流穿，从而实现 LNP 与游离 mRNA 的初步分离。 

SDVB 柱的「mRNA 解析」作用

强疏水柱，促使洗脱下的 LNP 解体并捕获释放出的包封 mRNA，随后通过梯度洗脱实现包封 mRNA 的分离与定量。经 OH 柱吸附的 LNP，在低离子强度洗脱缓冲液作用下进入 BIA CIMac® SDVB 柱（2μm 通道，柱温 60℃）。SDVB 柱为强疏水柱，其表面疏水结构与 LNP 发生强相互作用，促使 LNP 解体并释放内部包封的 mRNA；同时，mRNA 因碱基暴露具有一定疏水性，可与 SDVB 柱结合，而脂质碎片随流动相流穿。随后通过梯度提升Acetonitrile浓度，mRNA 被洗脱，实现包封 mRNA 的分离与定量。 

通过 OH 柱与 SDVB 柱的协同作用，最终游离 mRNA 与包封 mRNA 在色谱图上呈现两个独立峰（游离 mRNA 峰：8.8-10.4 min，包封 mRNA 峰：30.8-32.4 min），无需染色或裂解，直接通过 UV-Vis 检测器（260nm 波长）积分峰面积，即可按公式精准计算包封率： 

Encapsulationefficiency[%]=(A encapsulated)/(A encapsulated＋A non-encapsulated)×100% 

 

 

▲ 色谱图显示游离 mRNA 与包封 mRNA 的分离情况 

 

 

 

2. 同步实现「多参数检测」：超越传统方法的附加值

BIA PATfix LNP 平台不仅能精准测算包封率，还可通过联用检测器同步获取 mRNA 完整性与 LNP 粒径分布数据，无需额外实验： 

• mRNA 完整性评估：SDVB 柱可根据 mRNA 片段大小实现分离，通过 UV-Vis 色谱图中「完整 mRNA 峰与降解片段峰的面积占比」，直接计算 mRNA 降解率，避免传统 CE 检测中样品降解的风险。 

 

 

 

▲ 上图：游离 mRNA 完整性；下图：LNP 包封的 mRNA 完整性

 

• LNP 粒径分布检测：在 OH 柱洗脱 LNP 时，联用多角激光散射（MALS）检测器（检测角度涵盖 28°-156°），通过 Berry 拟合模型计算 LNP 的旋转半径（Rg），进而得到 hydrodynamic diameter（水力直径），检测结果与纳米颗粒追踪分析（NTA）一致性达 95% 以上，且可避免传统 DLS 检测中因大颗粒存在导致粒径高估问题。 

二元色谱法实操优势：

流程简化，结果稳定可重复

相比传统方法，BIA SDVB/OH 柱二元色谱法在操作层面具有显著优势，尤其适合初学者： 

 

 

 

总结：BIA 二元色谱法 ——mRNA 疫苗包封率检测的 「金标准」

在 mRNA 药物的研发与生产中，包封率检测的准确性与效率直接影响项目进度与产品质量。BIA Separations 的 SDVB/OH 柱二元色谱法，凭借无需预处理、多参数同步检测、结果稳定可重复等核心优势，有效解决了传统方法中干扰多、风险高、流程繁杂等痛点。其性能已获得权威文献验证与标准化流程支持，不仅是实验室研发阶段的高效工具，更可直接应用于生产过程中的质量控制（IPC）与成品检验（QC）。 

对于 mRNA-LNP 领域的研究与生产的科研与技术人员而言，选择 BIA PATfix LNP 平台，意味着能以更简便的操作、更精准的数据、更高效的流程，为 mRNA 药物的安全性与有效性筑牢质量防线，这正是新一代生物制药检测技术应有的价值。 

扩展应用

除常规 LNP 检测外，随着 in vivo CAR-T 等新技术的崛起，针对靶向 LNP（tLNP）的检测需求也日益增长，上海精瑞可以提供更多的解决方案！ 

关于精瑞

精瑞科学为客户提供一站式分析及分离纯化所需的耗材、设备，以及完善的研究和方法开发服务。 

精瑞科学现为Monolith整体柱层析的制造者—BIA Separations的中国区合作伙伴，同时也是ThermoFisher（赛默飞）、Avantor ACE (艾万拓)、Merck（默克）、Supelco（色谱科）等行业品牌的代理商。 

精瑞科学与他们紧密合作多年，为客户提供整体柱和传统颗粒柱的多样化选择，色谱耗材全面专业的技术支持。 

作为基因治疗关键载体的病毒，尤其是AAV（腺相关病毒）分析及纯化至关重要，精瑞科学可以提供下游完整的工艺开发方案，协助药物从研发阶段更好的投入到生产环节。 

同样作为核酸疫苗和核酸药物的关键载体mRNA以及形成核酸和病毒的原料质粒，它们的分析及纯化也十分关键，精瑞科学可以提供AAV以及从pDNA（质粒DNA）到mRNA（信使RNA）完整的工艺开发解决方案，协助该类药物更快进入到生产环节。

关于BIA

BIA是Monolith整体柱层析的制造者。 

使用高度互连的大通道网络进行对流传质，通道达到2-6 µm，是大分子AAV、mRNA等大小的10倍以上，从而同时实现超高流速和低剪切力，对纯化不稳定AAV、mRNA等大分子十分友好。 

Monolith层析柱采取预装柱的形式，无需繁琐装柱和验证步骤，使得层析过程在封闭系统中进行，大大降低了交叉污染与暴露于核酸酶而被降解的风险。该层析工艺快速灵活、可安全放大，有助于提高工艺的生产效率与经济效益。

一直以来，BIA Separations是质粒DNA、AAV、mRNA高效率纯化的leader。不仅提供整体柱及平台方法，还提供定制的纯化服务，以满足质粒DNA、AAV、mRNA规模化生产的纯化需求。

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