实现纳米药物的精确成分分析

纳米药物，特别是基于纳米颗粒的纳米药物，正在诊断和治疗两方面彻底改变医疗保健。这些颗粒通常含有铁或金等金属，可用作医学成像中的造影剂、作为营养补充剂，甚至充当药物递送的载体。得益于其独特的特性和精心的工程设计，纳米药物能够到达并积聚在传统药物无法触及的体内部位，使其在癌症检测和治疗领域前景广阔。然而，正是这些使纳米药物极具价值的特性，也给确保其安全性和质量带来了挑战。

当前的药品指南，包括国际人用药品注册技术协调会（ICH）制定的指南，存在一个显著的盲点：它们仅评估药物中存在的元素总量，而不区分元素的不同形态，例如离子或不同尺寸的颗粒。这种区分至关重要，因为这些不同形态可能对人体产生不同的影响，包括不同的毒性特征。

在此背景下，由日本千叶大学药学研究生院助理教授田中祐树（Yu-ki Tanaka）领导的研究团队开发了一种新的分析方法，以弥补现有法规的空白。他们的研究于2025年4月8日在期刊《Talanta》在线发表，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。该研究由同样来自千叶大学的尾倉康充（Yasumitsu Ogra）和長谷川早奈（Sana Hasegawa）共同参与，展示了该方法如何改善这些先进药品的质量控制。田中博士解释道：“通过引入一种新的评估方法，解决了当前评估指南中先前被忽视的问题，我们可以确保金属基纳米药物（如Resovist®和Ferinject®）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（AF4）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）。他们创新性地使用了AF4方法，利用了其初始的‘聚焦步骤’。在该步骤中，颗粒通过两股反向流被固定在AF4通道内。利用特殊的渗透膜，交叉流过滤掉最微小的溶解颗粒（离子），从而能够根据去除离子前后（即有无聚焦步骤）样品的ICP-MS信号差异进行定量。一旦离子被分离，系统随后使用AF4的标准分离过程，按尺寸对所保留的纳米颗粒进行分选。最后，连接在输出端的ICP-MS设备可测定每种尺寸纳米颗粒的大致数量。这种组合使团队能够区分含有相同金属元素的游离金属离子、微小氢氧化物胶体以及各种尺寸的纳米颗粒。

他们在Resovist®（一种用于肝脏磁共振成像扫描的造影剂纳米药物）上测试了该方法。分析显示，Resovist®中仅有0.022%的铁以离子形式存在。约6.3微克/毫升的这一微量远低于关注水平。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。重要的是，未检测到可能降低造影剂有效性的大聚集体。这些结果证实了Resovist®作为纳米药物的安全性和稳定性。

所提出的技术尤其适用于新兴的癌症疗法，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‘增强渗透和滞留（EPR）效应’，即纳米颗粒从肿瘤周围的血管渗出并积聚在癌组织中。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，提供可靠的方法来评估其安全性和质量控制将促进其开发和临床应用。”

此外，这种新颖的分析方法不仅限于药品。它还可以评估食品添加剂、化妆品和环境样品中金属纳米颗粒的安全性——有助于确保多个领域的公众健康。研究人员通过成功分析带负电的离子（硅）和带正电的离子（铁），展示了该方法的通用性，表明其对多种纳米材料具有广泛的应用潜力。

总体而言，这项研究通过提供对纳米颗粒组成、质量和稳定性的更全面评估，为开发更安全、更有效的纳米药物及基于纳米颗粒的技术铺平了道路。