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什么是PEI？

聚乙酰亞胺，又稱聚氮雜環(huán)丙烷，英文名poly(ethylene imine，簡稱PEI，結(jié)構(gòu)上包含線型和支鏈兩種（見圖1），是一種具有較高的陽離子電荷密度的聚合物大分子，在任何pH下都可以充當(dāng)有效的“質(zhì)子海綿體“。

圖1. PEI結(jié)構(gòu)

PEI能將各種報(bào)告基因轉(zhuǎn)入種屬細(xì)胞，因其轉(zhuǎn)染效率高，細(xì)胞毒性相對低成為非常熱門的基因治療載體之一。那么，PEI如何實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)染過程？首先，PEI通過與帶負(fù)電荷的DNA 結(jié)合形成PEI-DNA 復(fù)合物，使得DNA分子由伸展結(jié)構(gòu)壓縮為體積相對較小的DNA粒子并包裹在其中，并使DNA免受核酸酶的降解。然后，轉(zhuǎn)染復(fù)合物PEI-DNA進(jìn)一步與細(xì)胞表面的負(fù)電荷進(jìn)行結(jié)合，通過細(xì)胞內(nèi)吞作用將DNA轉(zhuǎn)移進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部形成內(nèi)含體，DNA從內(nèi)含體釋放進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中，再進(jìn)一步進(jìn)入核內(nèi)轉(zhuǎn)入、表達(dá)等。因此，PEI 在基因治療藥物的開發(fā)與生產(chǎn)中起著非常重要的作用。另外，PEI 也經(jīng)常會使用于無血清培養(yǎng)基中培養(yǎng)的貼壁細(xì)胞中用于慢病毒，腺病毒等病毒載體生產(chǎn)。但由于PEI具有一定的細(xì)胞毒性，可能會破壞細(xì)胞膜而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。因此，隨著基因治療藥物的快速發(fā)展，如何能夠準(zhǔn)確快速測定溶液中轉(zhuǎn)染劑 PEI的含量就極為重要。

PEI如何檢測？

PEI結(jié)構(gòu)中缺少明顯的生色團(tuán)，因此無法用傳統(tǒng)的紫外-可見波長檢測器、二極管陣列檢測器或者熒光檢測器進(jìn)行檢測，而傳統(tǒng)的示差折光檢測器、蒸發(fā)光散射等通用型檢測器，又往往靈敏度、線性范圍、響應(yīng)一致性及穩(wěn)定性等結(jié)果不盡如意。

賽默飛特色的通用型檢測器CAD（圖2）因其有著高靈敏度、線性范圍寬，響應(yīng)一致性好以及穩(wěn)定等優(yōu)勢，非常適合不揮發(fā)性或者半揮發(fā)性物質(zhì)，尤其是沒有紫外吸收的物質(zhì)的檢測，也被2020年中國藥典收錄進(jìn)了0512通則篇。

圖2. 賽默飛CAD檢測器（左:Vanquish CAD系列, 右：Corona Veo系列）

基于CAD上述特點(diǎn)，我們建立了HPLC-CAD測定PEI含量的分析方法。

儀器配置：

Vanquish Core Quaternary系列泵： Quaternary pump CN

自動(dòng)進(jìn)樣器：Split Sampler C

柱溫箱： Column Compartment C（Force air，被動(dòng)預(yù)熱）

檢測器：Charged Aerosol Detector F

變色龍色譜管理軟件 Chromeleon CDS 7.3

分析條件：

分析柱：Acclaim Surfactant Plus， 3 μm, 3.0×150 mm；PN：078951

檢測器：蒸發(fā)溫度：50 ℃，采集速率：5 Hz，過濾器：3.6 s

柱溫：30 ℃

進(jìn)樣量： 5 µl

流速：0.6  mL/min

流動(dòng)相：甲酸銨/ACN進(jìn)行等度洗脫

PEI對照色譜圖：

制劑樣品測試圖譜：

mRNA樣品測試圖譜：

結(jié)論

CAD檢測器作為無紫外吸收物質(zhì)分析利器，有著靈敏度高、線性范圍寬、響應(yīng)一致性好及重現(xiàn)性好等優(yōu)勢，結(jié)合Surfactant Plus色譜柱，非常適合于轉(zhuǎn)染劑PEI含量測定。