在納米科技和材料科學(xué)的研究中,,粒徑分布是一個非常重要的參數(shù),,它直接影響到納米材料的性能和應(yīng)用,。而衡量粒徑分布的方法有很多,其中常用的兩個指標是多分散指數(shù)(PDI)和粒徑分布寬度(SPAN),。那么,它們到底有什么區(qū)別呢,?

01
多分散指數(shù)(PDI)

多分散指數(shù)(Polydispersity Index,,PDI)是表征顆粒分布均勻程度的重要參數(shù)之一,它是實際粒徑分布與理想單分散體系(即所有顆粒大小相同)之間的偏差度量,。PDI的數(shù)值通常由動態(tài)光散射(DLS)測量得到,,反映了顆粒尺寸分布的寬度和均勻性。
PDI的計算公式如下:
其中,,σ是顆粒的標準偏差,,ZD 表示光強加權(quán)平均粒徑。PDI的數(shù)值范圍一般在0到1之間:
PDI = 0:表示單分散,,即所有顆粒的尺寸相同,。
PDI < 0.1:表示較高均一的分散體系。
PDI > 0.5:表示體系中顆粒尺寸分布較寬,,存在較大程度的多分散性,。

02
粒徑分布寬度(SPAN)

粒徑分布寬度(SPAN)是另外一個表征顆粒分布寬度的指標。SPAN通常用于表征非對稱分布的顆粒體系,,特別是在顆粒直徑分布呈現(xiàn)較大偏斜時,。
SPAN的計算公式如下:
其中,d10,、d50和d90分別表示粒徑累計分布達到10%,、50%和90%的粒徑值。SPAN值越大,,表明顆粒尺寸分布越寬,。

03
PDI與SPAN的區(qū)別

在納米顆粒粒徑分布評價中,,常規(guī)的PBE分析是基于D10、D50,、D90和SPAN的,;其中D50和SPAN作為主要BE參數(shù),D10和D90作為支持參數(shù),;目前,,無論是作為選項還是要求,Z-average和PDI僅作為D50和Span的替代品,,作為某些產(chǎn)品(如DLS設(shè)備)在無法給出SPAN時所采用的替代方案,;與SPAN相比,PDI放大了的T/R(受試藥物與參比藥物)差異,;與SPAN相比,,想通過PBE評價,使用PDI可能更困難,。
4,、數(shù)值范圍和標準不同:
PDI的數(shù)值范圍在0到1之間,,主要用于評估顆粒分布的均一性。而SPAN沒有固定的范圍,,更加關(guān)注顆粒分布的寬度,。


04
結(jié)論

對于科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用,選擇合適的指標進行表征,,有助于更好地理解和控制納米顆粒的特性和行為,。總的來說,,PDI和SPAN都是評估納米顆粒粒徑分布的重要指標,,它們在不同的應(yīng)用場景中有各自的優(yōu)勢和適用性。
對于采用當前藥物開發(fā)中科學(xué)評價PBE的角度,,PDI不是合適的參數(shù),,也不是替代SPAN的正確選擇。PDI可能僅僅是伴隨DLS技術(shù)的廣泛使用才應(yīng)用到藥物顆粒評價中的,,但用于藥物遞送中外泌體、脂質(zhì)納米粒,、病毒粒等生物顆粒樣本往往是多分散的,,DLS等基于顆粒布朗運動的表征方法嚴格上說并不適用。因此,,國家藥品監(jiān)督管理局(NMPA)藥品審評中心亦在發(fā)文中建議除平均粒徑外,,積累顆粒累積分布D10,D50,,D90,,SPAN及總顆粒數(shù)等研究數(shù)據(jù)。由于DLS方法原理測算的是擬合平均粒徑 (Z-average),,無法給出顆粒累積分布D10,,D50,D90參數(shù),,因此建議采用多種檢測方法對納米顆粒進行深入研究 [1],。
通過本文的介紹,希望大家對PDI和SPAN有了更清晰的認識,,在以后的研究和應(yīng)用中,,能夠更加準確地選擇和使用這些指標。
[1] 楊丹,,趙欣,,李小靜,李敏. 預(yù)防用mRNA疫苗脂質(zhì)納米顆粒質(zhì)量研究及質(zhì)量控制藥學(xué)評價的考慮. 中國新藥雜志. 2023年 第32卷 第24期
[2] Pathak SM, Ruby PK, Aggarwal D. In vitro and in vivo equivalence testing of nanoparticulate intravenous formulations. Drug Res (Stuttg). 2014;64(4):169-176. doi:10.1055/s-0033-1357204
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