科学家研发药物全自动闭环制备平台

近日，中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员张骁/巫林平团队成功构建了一套融合计算流体动力学（CFD）仿真优化微混合器与有机电化学晶体管（OECT）在线监测的全自动闭环制备系统，实现了结构高度均一、mRNA载量提升、体内转染性能优异的mRNA?LNPs可控制备，为mRNA核酸药物的规模化制造提供了新的工艺思路。相关成果发表于《细胞报告-物理科学》（Cell Reports Physical Science）。

在线监测纳米包封技术设计方案。研究团队供图，下同

脂质纳米颗粒（LNPs）是mRNA药物的核心递送载体，已在mRNA疫苗、基因治疗等领域得到应用。mRNA?LNPs的体内药效与生物安全性高度依赖颗粒内部超分子结构、包封效率及空载颗粒占比等关键质量属性。传统批次式制备工艺受限于流体混合条件，剪切速率、混合时间等水力参数难以精准调控，易导致批次间产物异质性。现有工艺多依赖透射电镜、动态光散射等离线表征手段进行质量评价，这些方法具有破坏性和滞后性，无法实时识别和校正制备过程中的工艺漂移，造成产物晶格均一性差、空载颗粒占比偏高，进而引发药效波动和免疫副反应升高等问题，制约了mRNA?LNPs的放大生产与临床转化。

一体化mRNA-LNPs药物全自动闭环制备平台。

针对上述瓶颈，研究团队在中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家重点研发计划等项目资助下，开发了基于流体动力学强化与在线无损传感耦合的自动化闭环制备平台，围绕流体混合芯片设计、在线传感监测、自动化闭环调控及生物学效能验证开展了全链条系统研究。平台包括两大核心技术模块：基于CFD仿真优化的非对称结构流体混合器，以及基于p型有机电化学晶体管的在线生物阻抗传感单元。后续，团队将进一步推进纳米包封在线传感单元与mRNA合成模块的工艺集成，开发多参数OECT传感阵列，拓展多维在线监测能力，推动相关技术的应用研究。

该研究成果已申请发明专利和PCT专利。