韓國(guó)計(jì)量院認(rèn)證Apogee金納米顆粒細(xì)胞攝取精準(zhǔn)定量

在納米顆粒生物效應(yīng)研究領(lǐng)域，精準(zhǔn)量化細(xì)胞對(duì)納米顆粒的攝取是核心挑戰(zhàn)。近日，韓國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（KRISS）在期刊《Nanoscale Advances》發(fā)表重要研究成果，采用ApogeeFlow納米流式儀，成功建立了一套基于光散射強(qiáng)度、可跨平臺(tái)比較的金納米顆粒（AuNPs）細(xì)胞攝取標(biāo)準(zhǔn)化定量方法，并獲得韓國(guó)國(guó).家.級(jí)計(jì)量機(jī)構(gòu)的權(quán)威認(rèn)證。

 
核心突破：建立“金納米顆粒當(dāng)量(MEAuNP)”新標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)可比數(shù)據(jù)

本研究最大的創(chuàng)新點(diǎn)并非僅僅檢測(cè)小顆粒，而是解決了納米顆粒細(xì)胞攝取研究中數(shù)據(jù)難以比較的痛點(diǎn)：

1.利用ApogeeFlow高靈敏度特性： 研究首先使用ApogeeFlow系統(tǒng)對(duì)KRISS自主研發(fā)的90nm金納米顆粒標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)（CRM 301-01-004）進(jìn)行精密表征（圖1）。系統(tǒng)憑借其優(yōu)異的信噪比和分辨率，在雙側(cè)向散射通道（MALS/LALS）設(shè)置下，清晰識(shí)別并計(jì)數(shù)了單分散的金納米顆粒群，為后續(xù)校準(zhǔn)奠定了高精度基礎(chǔ)。

圖1

2.首創(chuàng)MEAuNP標(biāo)準(zhǔn)化單位： 受熒光定量中“MESF”概念的啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了“金納米顆粒當(dāng)量分子數(shù)（MEAuNP）”單位。該單位將細(xì)胞因攝取AuNPs而增加的側(cè)向散射（SSC）強(qiáng)度，溯源至單個(gè)90nm金納米顆粒的散射強(qiáng)度（通過(guò)ApogeeFlow精確測(cè)量并校準(zhǔn)）。

3.KRISS權(quán)威計(jì)量背書： 作為韓國(guó)最高計(jì)量機(jī)構(gòu)，KRISS提供的認(rèn)證參考物質(zhì)（CRM）確保了納米顆粒本身的尺寸均一性（PDI=0.068）和溯源性。整個(gè)校準(zhǔn)鏈（從單顆粒測(cè)量到細(xì)胞SSC強(qiáng)度轉(zhuǎn)換）在KRISS的嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下完成，賦予MEAuNP數(shù)據(jù)高度的可靠性和跨實(shí)驗(yàn)室、跨儀器平臺(tái)的可比性。論文明確指出：“...校準(zhǔn)值確保了在不同采集設(shè)置下甚至可能在不同儀器上都能獲得一致的結(jié)果。”

pogeeFlow：為納米-生物界面研究提供高精度定量工具

在本研究中，ApogeeFlow展現(xiàn)了其在復(fù)雜生物樣本分析中的關(guān)鍵價(jià)值：

精密單顆粒校準(zhǔn)： 為MEAuNP單位的建立提供了不可或缺的、對(duì)單顆粒級(jí)別金納米顆粒散射強(qiáng)度的精準(zhǔn)測(cè)量能力（圖2A-C）。這是將細(xì)胞SSC信號(hào)轉(zhuǎn)化為有意義數(shù)量單位的前提。

圖2A-C

高效細(xì)胞分析： 在后續(xù)的細(xì)胞攝取實(shí)驗(yàn)中，基于ApogeeFlow建立的校準(zhǔn)曲線，研究者使用常規(guī)流式細(xì)胞儀（BD FACSVerse™）即可快速、高通量地分析多種細(xì)胞系（A549, HeLa, Beas-2B, Jurkat, RPMI8226）對(duì)金顆粒的攝取量和動(dòng)力學(xué)（圖3, 4），完美銜接了納米顆粒表征與復(fù)雜生物系統(tǒng)研究。

 
驗(yàn)證方法穩(wěn)健性： 研究證明，使用MEAuNP單位后，即使改變流式細(xì)胞儀的SSC PMT電壓設(shè)置，計(jì)算得到的細(xì)胞攝取量（MEAuNP/細(xì)胞）依然保持高度一致（%CV < 7%），凸顯了ApogeeFlow校準(zhǔn)帶來(lái)的方法穩(wěn)健性。

超越尺寸之爭(zhēng)：聚焦標(biāo)準(zhǔn)化與生物應(yīng)用價(jià)值

盡管市場(chǎng)上存在可檢測(cè)更小顆粒（如50nm）的納米流式技術(shù)，本研究的核心價(jià)值在于：

1.提供標(biāo)準(zhǔn)化方案： MEAuNP單位解決了納米顆粒攝取研究中因儀器差異、顆粒聚集等因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不可比難題，為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界提供了普適的量化標(biāo)尺。

2.權(quán)威機(jī)構(gòu)驗(yàn)證： KRISS的深度參與和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的采用，為該方法學(xué)及其所使用的工具（ApogeeFlow）提供了超高級(jí)別的計(jì)量可信度背書。

3.解決實(shí)際生物問(wèn)題： 該方法成功應(yīng)用于多種細(xì)胞系，揭示了不同細(xì)胞類型（貼壁vs懸浮）攝取納米顆粒的顯著差異（高達(dá)12倍，圖5），并捕捉到獨(dú)特的攝取動(dòng)力學(xué)曲線（早期峰值，圖4），直接服務(wù)于納米藥物載體設(shè)計(jì)和安全性評(píng)價(jià)等實(shí)際應(yīng)用。

展望

韓國(guó)計(jì)量院(KRISS)此項(xiàng)研究標(biāo)志著納米顆粒生物效應(yīng)定量研究向標(biāo)準(zhǔn)化、可追溯邁出了重要一步。ApogeeFlow納米流式儀憑借其在單顆粒精密測(cè)量方面的性能，成為構(gòu)建這一新標(biāo)準(zhǔn)（MEAuNP）的關(guān)鍵工具，并在真實(shí)生物樣本（細(xì)胞）的高通量、無(wú)標(biāo)記分析中展現(xiàn)出強(qiáng)大應(yīng)用價(jià)值。該研究不僅為ApogeeFlow在納米醫(yī)學(xué)、毒理學(xué)研究中的應(yīng)用提供了權(quán)威案例，更樹(shù)立了納米顆粒細(xì)胞攝取定量研究的新標(biāo)桿。

論文信息

Shin HJ, Kwak M, et al. Quantitative uptake of gold nanoparticles via scattering intensity changes in flow cytometry, Nanoscale Adv., 2025, 7, 3558–3567,DOI: 10.1039/d4na00918e

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