脂質ナノ粒子（LNP）生成

次世代治療実現のために：マイクロ流体技術で革新的な脂質ナノ粒子(LNP)生成を

脂質ナノ粒子（Lipid Nanoparticles, LNPs）とは

脂質ナノ粒子（LNP）は、ナノメートルサイズの脂質粒子で、薬物送達システム（DDS）として広く研究されています。これらのLNPは、核酸医薬やワクチン製造において既に実用化されています。

脂質ナノ粒子（LNP）の主要成分

脂質ナノ粒子（LNP）は、以下の主要な成分で構成されています。

• イオン化カチオン性脂質
  核酸（例えばmRNA）と結合し、LNPの形成を助けます。
  例：ALC-0315、SM-102
• 中性リン脂質・ヘルパーリン脂質
  ヘルパーリン脂質は、LNPの安定性を高め、細胞内でのエンドソーム膜の破壊を助けます。
  例：DSPC、DOPC
• コレステロール
  コレステロールは、LNPの膜の流動性を調整し、安定性を向上させます。
• ポリエチレングリコール（PEG）脂質
  PEG脂質は、LNPの安定性を高め、血流中での循環時間を延ばします。これらの成分は、LNPの特性を最適化し、薬物や遺伝子材料の効率的な送達を可能にします。

脂質ナノ粒子（LNP）の特性・利点

• 安定性
  LNPは、薬物や遺伝子材料を安定にカプセル化し、体内での分解を抑制します。これにより、薬物の効果を長く持続します。
• 徐放性
  LNPは、薬物を徐々に放出することで、血中濃度を安定させ、治療効果を持続させることができます。これにより、投与頻度を減らし、患者の負担を軽減します。
• 標的指向性
  LNPは、特定の細胞や組織に薬剤を効率的に送達します。例えば、リガンド修飾されたLNPは、がん細胞に特異的に結合し、抗がん剤を効率的に送達することで治療効率を高め、副作用も最小限に抑えることができます。
• 生体適合性・低毒性
  LNPは、生体適合性が高く、体内での副作用が少ないため、安全性が高いです。
• 高い送達効率
  LNPは、細胞膜を通過しやすく、薬剤や遺伝子材料を効率的に標的細胞に送達します。より少ない薬物成分量で効果を発揮することができます。

マイクロ流体技術を用いた脂質ナノ粒子（LNP）生成の主な利点

マイクロ流路チップは、微小な流路を持つマイクロ流体デバイスで、化学反応を高効率かつ高精度で行うことができます。マイクロ流体ポンプは、これらの流路への精密な溶液供給を実現します。この技術は、LNPの生成と評価において以下のような利点を提供します。

• ハイスループット
  マイクロ流体システムを使用することで、溶液を高速で混合し、LNPを連続的・効率的に生成することを可能にします。
• 均一なサイズと形状
  マイクロ流体チップを使用することで、LNPのサイズと形状を均一に制御でき、安定した品質のナノ粒子を生成できます。
• 精密制御による再現性
  流体の流れや反応条件を精密に制御できるため、再現性の高い実験が可能です。

マイクロ流体技術を用いた脂質ナノ粒子（LNP）生成の応用例

最近の研究では、マイクロ流体チップを用いたLNP生成において、反応条件の最適化や新しい材料の探索が進んでいます。

• がん治療薬研究開発
  脂質ナノ粒子（LNP）は、mRNAの安定性、トランスフェクション効率、および標的送達を向上させることで、有効性と安全性を高め、がん治療薬の研究開発に有用です。
• 遺伝子治療研究
  mRNAをカプセル化したLNPの生成において、マイクロ流体チップが使用されています。これにより、遺伝子治療の効率と安定性の向上に貢献します。
• ワクチン開発
  mRNAワクチンの製造においても、マイクロ流体チップが重要な役割を果たしています。

溶媒希釈法による脂質ナノ粒子（LNP）生成

①内層液の溶媒を外層液の反溶媒によって流体集束
②拡散混合
③溶質がナノ粒子として析出・粒子化

有機溶媒に溶解した脂質を用いて脂質ナノ粒子（LNP）を生成する方法の例

リポソーム・脂質ナノ粒子(LNP)生成SHMチップキットは、反溶媒の外層液によって脂質溶液を集束させる2D構造(Flow Focusing)に加えて、混合効率を上げる為のヘリンボーン溝も備えています。特別なノウハウやスキル無しで様々なナノ粒子を簡便に生成することができます。

 
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