2022年11月29日，楷拓生物与水木未来在核酸药物表征、脂质纳米粒(Lipid Nanoparticle, LNP)形态分析研究领域达成战略合作。未来，楷拓生物将基于水木未来成熟的冷冻电镜和负染电镜技术，实现对脂质体原始结构的表征，以进一步优化LNP工艺技术，共同推动LNP质量标准的建立与提升。

楷拓生物联合创始人、CEO王潇博士表示，楷拓生物始终致力于打造顶尖工艺技术平台，在质粒、mRNA、LNP及分析方法开发领域具有丰富经验。相信通过与水木未来成熟的电镜技术平台合作，将进一步提高楷拓生物LNP工艺开发和分析水平，为客户提供更专业的一站式核酸药物CDMO服务，共同推动核酸药物的高质量发展。
水木未来CEO郭春龙先生表示，水木致力于冷冻电镜和AI结合的结构生物学以及基于结构的药物发现新技术新方法开发，拓展人类在微观世界的认知边界，赋能新一代药物和疗法创新。水木未来和楷拓生物的深入合作非常令人期待，冷冻电镜和AI技术的应用进一步延展到核酸药物领域，相信会有助于行业高质量发展，跨越同质化竞争，走出中国药物创新与合作新路径。

脂质纳米粒(LNP)是一种具有均匀脂质核心的脂质囊泡，具有良好的生物兼容性、低免疫原性、高安全性等诸多优点，广泛用于核酸药物的递送，作为COVID-19 mRNA疫苗的递送平台取得巨大成功。LNP的粒径尺寸、纯度、表面电荷、多分散性、结构性、包封率、稳定性等是影响LNP递送的关键属性，需要准确分析、严格质控。
LNP的平均粒径和粒径分布是LNP质量和各种应用适宜性的重要初始决定因素。LNP大小通常通过改变PEG-脂质的量或混合参数(如流速和体积比)来调节。LNP的大小可能会影响LNP的内化、生物分布、降解和清除，且不同的应用场景可能需要不同的粒径大小。通常，LNP的最佳粒径为50−180nm，因为这个大小使LNP足够牢固以承受流体流动(如血液和淋巴)，同时允许LNP穿过间质。
楷拓生物LNP工艺平台具备微流控、Max Mix两种工艺路线可选，可提供高包封率、高粒径均一度的LNP CDMO服务。并配有全套的LNP通用和专有方法开发平台，除支持内部工艺优化、产品检测放行外，还可提供对外检测服务及专属方法定制开发，包括专属性分析方法：含量、纯度、包封率等，非专属性分析方法：粒径大小、外观、pH等。

LNP粒径通常通过动态光散射(DLS)进行表征。相较之下，冷冻电镜技术可以为LNP的质量分析（结构、大小、形状和超微结构）提供更精确、更灵敏的高分辨率保证，为LNP递送药物的开发及进一步的临床应用提供强有力支持。

电子显微镜（TEM）是表征纳米颗粒大小和形状的重要方法，因为它可以直接观察到单个颗粒，甚至其内部结构。相较于金属纳米颗粒的直接成像，LNP结构不稳定，低温电子显微镜是观察其原始结构的最佳方法，需要将脂质纳米颗粒迅速冷冻，形成玻璃态样本，在液氮温度下直接在电子显微镜中成像。同时，负染也可以是一种合适的方法来对脂质体进行成像，因为它比低温电镜更快、更简单。
水木未来以其商业化电镜平台，利用成熟的、流程化的负染电镜和冷冻电镜，已高质量完成了多家企业纳米颗粒的表征需求，涉及的纳米颗粒种类包括AAV为代表的VLP、脂质体、脂质纳米颗粒LNP、外泌体等。
负染电镜利用重金属盐沉积于纳米颗粒等生物样品表面，填充样品颗粒周围的空间，待脱水干燥后重金属盐的形状被固定下来，保存样品的轮廓信息，可以快速评估纳米颗粒的结构、大小、均一性等。为了满足更精确的结构表征需求，使用冷冻电镜可以观察纳米颗粒更精细的原始结构特征：首先使用液氮冷却的液态乙烷冷冻样品的方法制备样品,这种样品制备方法具有极高的冷却速率，避免了含水样品在冷冻过程中形成冰晶，而是以玻璃态的形式冻结，保存了纳米颗粒等生物大分子的高分辨率信息。随后，制备好的样品转移到冷冻电镜中，直接电子探测相机和图像漂移校正算法等的结合，精确表征了纳米颗粒等生物大分子的结构信息。