纳米药物精准组分分析的突破性实现

纳米药物，特别是基于纳米颗粒的药物，正在诊断和治疗领域彻底改变医疗保健。这些通常含有铁或金等金属的颗粒，可作为医学成像的造影剂、营养补充剂，甚至作为药物递送的载体。凭借其独特性质和精心的工程设计，纳米药物能够到达并在传统药物无法触及的体内部位积聚，使其在癌症检测和治疗中前景广阔。然而，赋予纳米药物价值的这些特性，也为其安全性和质量保障带来了挑战。

现行药品指南，包括国际人用药品注册技术协调会（ICH）制定的规范，存在一个重大盲区：它们仅评估药物中元素的总含量，而不区分其不同形态（如离子或不同尺寸的颗粒）。这种区分至关重要，因为不同形态可能对人体产生不同影响，包括毒性特征的差异。

在此背景下，日本千叶大学药学研究院助理教授田中祐树领导的研究团队开发了一种新的分析方法以解决现有监管空白。他们于2025年4月8日在《Talanta》期刊在线发表的研究，介绍了一种可分别量化纳米药物中离子、纳米颗粒和聚集颗粒的技术。该研究由千叶大学的小仓靖光与长谷川纱奈共同撰写，展示了该方法如何提升这类先进药品的质量控制水平。田中博士解释道："通过采用一种解决当前评估指南中被忽视问题的新颖评价方法，我们能够确保金属基纳米药物（如利索菲斯特®和菲瑞吉特®）的安全使用。"

研究人员结合了两种现有技术——非对称流场流分离技术（AF4）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）。他们创新性地运用AF4方法，利用其初始"聚焦步骤"：在此阶段，两股反向流将颗粒约束在AF4通道内。通过特殊渗透膜，横流过滤掉最微小的溶解颗粒（离子），并基于离子去除前后（即实施与未实施聚焦步骤）样品的ICP-MS信号差异进行定量。离子分离后，系统利用AF4的标准分离程序按尺寸对保留的纳米颗粒进行分选。最终，连接输出端的ICP-MS设备可测定各尺寸纳米颗粒的大致数量。这种组合使团队能够区分含同种金属元素的游离金属离子、小尺寸氢氧化物胶体及不同尺寸的纳米颗粒。

他们在肝脏磁共振成像造影剂利索菲斯特®上验证了该方法。分析显示，该药物中仅有0.022%的铁以离子形式存在（约6.3微克/毫升），此微量远低于关注阈值。此外，团队确认活性纳米颗粒直径小于30纳米，部分聚集体约50纳米。关键的是，未检测到可能降低造影剂有效性的大尺寸聚集体。这些结果证实了利索菲斯特®作为纳米药物的安全性和稳定性。

该技术对新兴癌症治疗尤为重要，例如使用金纳米颗粒作为药物递送系统或金属颗粒进行光热疗法。这些先进疗法依赖于"增强渗透滞留效应"（EPR效应），即纳米颗粒从肿瘤周围血管渗出并积聚于癌变组织。田中博士指出："由于许多新型纳米药物以金属基纳米颗粒作为活性成分，提供评估其安全性与质量的可靠方法将促进其开发和临床应用。"

此外，这种新颖分析方法的应用不仅限于药品领域。它还可评估食品添加剂、化妆品和环境样本中金属纳米颗粒的安全性，助力多领域的公共健康保障。研究人员通过成功分析带负电离子（硅）和带正电离子（铁），展示了该技术的普适性，表明其对多种纳米材料的广泛应用潜力。

总体而言，该研究通过对纳米颗粒成分、质量和稳定性提供更全面的评估，为开发更安全有效的纳米药物及纳米颗粒技术铺平了道路。

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Journal Reference:

Yu-ki Tanaka, Sana Hasegawa, Yasumitsu Ogra.Evaluation of elemental impurities and particle size distribution in nanomedicine using asymmetric flow field-flow fractionation hyphenated to inductively coupled plasma mass spectrometry.Talanta, 2025; 293: 128116 DOI:10.1016/j.talanta.2025.128116