IZON外泌体纯化与纳米颗粒表征技术解析：SEC外泌体分离、TRPS单颗粒分析与LNP质控方案

摘要：
随着外泌体（EV）、脂质纳米颗粒（LNP）、病毒载体及mRNA递送研究快速发展，高纯度纳米颗粒分离与高分辨率表征技术的重要性持续提升。本文系统介绍IZON Science基于SEC（尺寸排阻色谱）与TRPS（可调电阻脉冲传感）技术构建的外泌体纯化与纳米颗粒分析平台，包括qEV系列外泌体纯化柱、自动化外泌体分离系统以及Exoid/Pulsoid单颗粒分析平台，并解析其在外泌体、LNP、病毒及CGT领域中的应用价值。

关键词：
外泌体；细胞外囊泡；EV；LNP；脂质纳米颗粒；纳米颗粒表征；TRPS；SEC；尺寸排阻色谱；qEV；Exoid；Pulsoid；单颗粒分析；外泌体纯化；病毒载体；mRNA递送；CGT；纳米药物；Zeta电位；粒径分析

一、外泌体与纳米颗粒研究为何需要高标准纯化与表征技术

近年来，外泌体（Extracellular Vesicles, EV）、脂质纳米颗粒（LNP）、病毒载体及纳米药物递送系统已成为细胞与基因治疗（CGT）、RNA疗法及精准医学领域的重要研究方向。

尤其是在：

• 外泌体药物递送
• mRNA疫苗
• siRNA疗法
• AAV与慢病毒载体
• 纳米药物递送系统

等方向快速发展的背景下，研究者对于纳米颗粒的：

• 高纯度分离
• 粒径分布
• 浓度定量
• Zeta电位
• 单颗粒异质性

等参数提出了更高要求。

然而，传统超速离心、PEG沉淀等方法通常存在：

• 杂蛋白污染严重
• 囊泡结构损伤
• 重复性不足
• 难以标准化
• 难以临床放大

等问题。

与此同时，传统DLS、NTA等群体平均检测方法，在复杂样本中对颗粒亚群分辨能力有限，难以准确反映真实颗粒特征。

因此，兼具：

• 高纯度分离
• 自动化操作
• 单颗粒表征
• GMP放大能力

的技术平台，正在成为外泌体与纳米颗粒研究的重要方向。

二、IZON Science：基于SEC与TRPS的纳米颗粒解决方案

Izon Science是一家专注于纳米级颗粒分离与分析技术的国际企业，自2008年以来持续推动：

• 外泌体（EV）
• 病毒
• 脂质纳米颗粒（LNP）
• 纳米药物

等领域的发展。

其核心技术包括：

• 基于SEC的qEV外泌体纯化系统
• 基于TRPS的单颗粒分析平台

目前已广泛应用于：

• 外泌体研究
• 肿瘤液体活检
• 干细胞研究
• 病毒载体定量
• mRNA疫苗开发
• LNP质控

等方向。

据公开资料显示：

• IZON产品已被全球1200+机构使用
• 支撑1600+科研论文发表
• 体系符合ISO 13485质量管理体系

在纳米颗粒研究与临床转化领域具有较高应用基础。

三、qEV系列：基于SEC的外泌体纯化方案

1、什么是SEC外泌体纯化

qEV系列基于：

SEC（Size Exclusion Chromatography，尺寸排阻色谱）

实现纳米颗粒分离。

其核心原理为：

不同粒径颗粒通过色谱填料时具有不同流动路径。

因此：

• 外泌体等较大颗粒优先洗脱
• 小分子蛋白与游离杂质滞后洗脱

从而实现：

• 外泌体纯化
• 去除蛋白污染
• 去除脂蛋白

等目的。

相比传统超速离心：

SEC具有：

• 剪切力低
• 囊泡损伤小
• 重复性更高
• 更易标准化

等优势。

2、qEV系列外泌体纯化柱

qEV系列覆盖：

• qEVsingle
• qEVoriginal
• qEV10
• qEV100

等不同规格。

样本处理范围从：

• 150 μL
• 到100 mL

同时支持更大规模工业化方案。

图1 qEV系列外泌体纯化柱

3、qEV系列核心特点

（1）高纯度分离

公开数据显示：

qEV系统可有效去除：

• ≥99%游离蛋白
• 大部分脂蛋白污染

适用于：

• 高灵敏检测
• 组学分析
• 临床样本研究

等应用。

（2）低损伤温和分离

SEC分离无需：

• 高速离心
• PEG沉淀
• 化学裂解

因此更有利于：

• 保持囊泡完整性
• 维持膜蛋白结构
• 保留生物活性

（3）适合标准化与临床转化

qEV系统操作流程标准化程度较高，适合：

• SOP建立
• 多中心实验
• GMP工艺放大

等需求。

目前IZON也提供：

GMP-Ready qEV纯化柱

用于：

• 临床研究
• 体内实验
• 外泌体药物开发

等方向。

四、自动化外泌体纯化系统

随着：

• 临床队列扩大
• 高通量样本处理
• 工艺放大需求增加

外泌体纯化逐渐从手工实验向自动化方向发展。

IZON目前提供多种自动化解决方案。

五、AFC V2：全自动外泌体收集系统

AFC V2采用：

称重法液体体积测量

区别于传统：

• 液位法
• 滴数法

因此能够降低：

• 收集误差
• 体积偏差
• 人工误差

从而提升批次一致性。

图2 AFC V2全自动外泌体收集器

AFC V2主要特点

1、与qEV系统联用

可实现：

• 自动化分离
• 自动组分收集
• 连续操作

2、RFID自动识别

系统可自动识别：

• 色谱柱类型
• 收集方案

减少人为操作错误。

3、提升重现性

对于：

• 大样本研究
• 临床队列
• 多批次实验

具有较好一致性。

六、qEV Zenco：大规模自动化层析系统

随着外泌体逐渐进入：

• 药物开发
• 临床研究
• 工艺放大

阶段，对工业级纯化平台需求明显增加。

qEV Zenco系统即面向：

• 中试
• GMP放大
• 大规模纯化

设计。

图3 qEV Zenco大规模外泌体自动化层析系统

qEV Zenco技术特点

1、兼容多种qEV柱型

系统兼容：

• qEV2
• qEV10
• qEV100

及工业级定制色谱柱。

2、高流速处理能力

系统流速最高可达：

100 mL/min

适用于：

• 大体积培养上清
• 生物发酵液
• 临床样本

等。

3、多维在线监测

系统集成：

• UV检测
• pH监测
• 电导率监测

用于准确定位：

• EV洗脱区间
• 杂质峰

等信息。

4、符合临床合规需求

系统软件符合：

FDA 21 CFR Part 11

相关要求。

适用于：

• GMP记录
• 工艺追踪
• 数据可追溯

等场景。

七、qEV TFF：TFF+SEC联用外泌体纯化方案

对于：

• 大体积样本
• 工艺放大
• 临床生产

而言，仅依赖SEC通常存在：

• 处理量有限
• 浓缩效率不足

等问题。

因此，IZON推出：

qEV TFF联用系统

整合：

• TFF（切向流过滤）
• SEC（尺寸排阻色谱）

两种技术。

图4 qEV TFF大规模外泌体联用纯化系统

qEV TFF主要优势

1、双重纯化策略

先通过TFF实现：

• 浓缩
• 缓冲液置换

再通过SEC实现：

• 精细除杂
• 外泌体纯化

2、适合大体积样本

兼容：

• 细胞培养上清
• 血浆
• 尿液
• 生物发酵液

等复杂样本。

3、更适合工业化放大

系统兼顾：

• 科研小试
• 中试工艺
• GMP放大

等需求。

八、TRPS技术：单颗粒纳米分析的重要方向

除了纯化外：

纳米颗粒表征同样关键。

传统：

• DLS
• NTA

等方法更多基于：

群体平均测量

而TRPS技术则属于：

单颗粒分析技术

可对单个颗粒逐一测量。

九、Exoid：TRPS单颗粒表征系统

Exoid基于：

TRPS（Tunable Resistive Pulse Sensing）

技术。

其核心原理为：

颗粒通过纳米孔时会造成瞬时电流阻断。

通过分析：

• 阻断幅度
• 阻断频率

即可获得：

• 粒径
• 浓度
• Zeta电位

等信息。

图5 Exoid单颗粒表征系统

Exoid核心特点

1、单颗粒高分辨率检测

相比DLS：

TRPS可更好区分：

• 不同粒径亚群
• 异质性颗粒

2、多参数同步输出

单次检测可同时获得：

• 粒径
• 浓度
• 单颗粒Zeta电位

等信息。

3、适用于多种纳米颗粒

包括：

• 外泌体
• LNP
• 病毒/VLP
• 纳米药物

等。

4、NIST标准校准

系统检测结果可与：

NIST标准颗粒

进行校准比对。

有利于提升：

• 数据一致性
• 实验可重复性

十、Pulsoid：新型高分辨率单颗粒分析平台

Pulsoid属于新一代：

NPS（Nanopore Pulse Sensing）

平台。

相比传统TRPS：

其进一步降低了操作门槛。

图6 Pulsoid高分辨率单颗粒分析仪

Pulsoid主要特点

1、固态硅基纳米孔

相比传统弹性纳米孔：

• 稳定性更高
• 操作更简化

2、适合LNP研究

尤其适用于：

• mRNA-LNP
• siRNA递送
• 纳米药物

等研究方向。

3、兼顾高分辨率与高通量

在保持：

• 高精度
• 高灵敏度

同时提升：

• 检测速度
• 自动化程度

十一、IZON技术在CGT与RNA疗法中的应用方向

目前，IZON相关技术已广泛应用于：

1、外泌体药物开发

包括：

• EV递送系统
• 外泌体工程化
• 外泌体药物纯化

等。

2、LNP与RNA疗法

包括：

• mRNA疫苗
• siRNA递送
• CRISPR递送

等方向。

3、病毒载体分析

包括：

• AAV
• 慢病毒
• VLP

等颗粒分析与定量。

4、临床转化与GMP生产

包括：

• 工艺放大
• GMP纯化
• 质量控制
• 批次一致性

等。

十二、总结

随着：

• 外泌体药物
• RNA疗法
• 纳米递送系统
• CGT产业

快速发展，高纯度分离与高分辨率单颗粒分析的重要性持续提升。

Izon Science基于：

• SEC
• TRPS
• 自动化层析
• 单颗粒分析

构建了覆盖：

“纯化 → 分析 → 放大 → 质控”

的完整纳米颗粒解决方案。

其中：

• qEV系列适用于高纯度EV分离
• TFF+SEC适合工艺放大
• Exoid/Pulsoid适用于单颗粒表征
• 自动化系统适合临床转化

正在逐渐成为：

• 外泌体
• LNP
• 病毒载体
• 纳米药物

研究中的重要技术方向。

本文基于IZON Science公开资料由中国官方提供商上海曼博生物整理，用于外泌体科研信息分享和应用技术参考。