脂質體是一種由磷脂分子在水相中自組裝形成的球狀泡囊體。脂質體具有良好的生物兼容性和低免疫原性，能夠保護藥物不被降解，是一種極.具前景的藥物遞送載體。近年來，脂質體已經被廣泛應用于腫瘤免疫治療、基因治療、多模態分子影像等領域。相比于常規的脂質體，靶向脂質體能夠有效地改善藥物的細胞攝取以及靶向富集能力，能夠顯著地提升藥物遞送效率。但是，常用的制備靶向脂質體的方法正面臨著一些挑戰，例如，操作復雜、耗時久、批次差異性大等問題。
近期，中南大學湘雅醫院皮膚科、中南大學機電工程學院等研究團隊在《Small》（IF=15.153）期刊上在線發表題為 “ One-Step Formation of Targeted Liposomes in a Versatile Microfluidic Mixing Device " 的原創性論著。該研究提出了一種基于微流控混合器件的靶向脂質體的一步式合成方法，成功實現了多種靶向脂質體的高通量、高可控性制備。使用微流控混合器件制備的靶向脂質體，在光聲成像、小動物活體成像、光熱治療等研究中都表現出了優異的靶向性能。據悉，這項研究的第一作者和第一通訊作者單位均為中南大學。20級博士研究生單晗和20級碩士研究生孫鑫為該論文共同第一作者；中南大學湘雅醫院皮膚科陳翔教授、趙爽副研究員和中南大學機電工程學院陳澤宇教授為共同通訊作者。
首先，作者基于靶向脂質體的制備流程篩選了微流控混合器的組合方案，提出了微流控混合器件實現靶向脂質體的一步式合成策略。然后，作者使用高精度3D打印技術（nanoArch S140，摩方精密）制作了微流控混合器件(MMD)。
圖1 微流控混合器件(MMD)制備靶向脂質體策略
圖2 微流控混合器件(MMD)制造
隨后，作者對脂質體的組分、反應機理進行了設計，選擇了吲哚菁綠（ICG）作為模型藥物以及靶向PD-L1的適配體作為靶向基團，在MMD內發生混合后，巰基修飾的適配體和功能輔料DSPE-PEG-Mal發生共價結合，最終將適配體修飾到脂質體的表面(Apt-ICG@Lip)。
圖3 一步式合成靶向脂質體Apt-ICG@Lip反應機理
接下來，作者對靶向脂質體Apt-ICG@Lip的性質進行了測試，包括脂質體的粒徑分布、重復性、穩定性、包封率、形貌、細胞毒性、適配體結合效率等。結果顯示，使用微流控混合器件(MMD)制備的靶向脂質體Apt-ICG@Lip具有粒徑小、批次重復性好、穩定性好、包封率高、低細胞毒性、適配體結合效率高等優點，適用于生物醫學應用。
圖4 靶向脂質體Apt-ICG@Lip性質測試
接著，為了驗證靶向脂質體Apt-ICG@Lip的靶向性能，作者進行了光聲成像(PACT)和小動物活體熒光成像研究。作者將高表達PD-L1的LLC腫瘤模型小鼠分為兩組，實驗組注射靶向脂質體Apt-ICG@Lip，對照組注射常規脂質體ICG@Lip。結果顯示，靶向脂質體Apt-ICG@Lip具有更明顯的腫瘤攝取和藥物富集能力。
圖5 靶向脂質體Apt-ICG@Lip光聲成像和小動物活體成像研究
接著，作者進一步進行了光熱治療研究。作者將LLC腫瘤模型小鼠分為PBS、ICG@Lip、Apt-ICG@Lip三組，在注射藥物后分別使用808 nm激光進行照射，觀測腫瘤的體積變化，并使用免疫組化和免疫熒光評估了腫瘤的治療效果。結果表明，Apt-ICG@Lip由于具備主動靶向能力，具有更好的光熱治療效果，也進一步驗證了MMD構建的靶向脂質體的性能。
圖6 靶向脂質體Apt-ICG@Lip光熱治療研究
最后，作者為了驗證MMD構建靶向脂質體的通用性，進一步制備了多種不同用途的靶向脂質體。除了吲哚菁綠（ICG）外，作者還選擇了FITC、NHWD-870和亞甲基藍（MB）作為模型藥物，并使用MMD制備了一種anti-Her2抗體修飾的靶向脂質體。作者使用Apt-FITC@Lip進行了細胞實驗。結果表明，高表達PD-L1的細胞和Apt-FITC@Lip具有更明顯的結合效果。
圖7 靶向脂質體Apt-FITC@Lip細胞實驗
該工作提出的微流控混合器件（MMD）一步式構建靶向脂質體的方法，適用于多種靶向脂質體的制備，在靶向藥物遞送系統（分子成像、腫瘤治療等）研究中具有巨大的應用前景。
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