在受限冲击射流混合器中通过湍流合成脂质纳米颗粒

我们的研究重点是了解纳米颗粒在受限几何形状中通过溶剂和反溶剂流的湍流混合而形成。密闭湍流混合可在连续流动条件下可重现地生产脂质纳米颗粒，范围从数百微升的实验室规模到每分钟数十升的工业规模。脂质纳米颗粒通常使用微流体装置或通过移液器混合制备。

这些微流体装置在这些毛细管状通道中混合乙醇溶剂和水性反溶剂流。然而，这些小通道和低流速会产生低雷诺数，从而导致层流混合。移液器混合通过将溶剂流直接注入反溶剂浴来产生 LNP。

目前制备脂质纳米颗粒的方法可扩展性和重现性较差。例如，由于无限制的手动混合，移液器混合本质上是可变的。虽然微流体设备解决了其中一些问题，但它们在非常低的流速下运行。

由于脂质 RNA 沉积在通道壁上，它们会变脏。这些问题突出表明了在实验室到临床规模上具有高通量的可重复技术的需求。该协议证明了通过不同批量大小的湍流混合实现脂质纳米颗粒的可重复和可扩展生产。

研究人员可以自信地进行小规模的 LNP 配方筛选或优化，然后再生产大批量的材料进行扩展试验。湍流混合可确保纳米颗粒的一致性，无论批量大小如何。湍流混合器仅限于几何形状，解决了现有脂质纳米颗粒生产技术的主要问题。

使用湍流条件可产生更快的分子级混合，从而能够将不同大小的寡核苷酸掺入 LNP 核心。CIJ 混合器还消除了由脂质沉积在混合器壁上引起的污垢。具有相同雷诺数的湍流具有自相似的湍流 Kolmogorov 标度涡流，以实现一致的混合。