什么是PEI？

聚乙酰亞胺，又稱聚氮雜環丙烷，英文名poly(ethylene imine，簡稱PEI，結構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下都可以充當有效的“質子海綿體“。

圖1. PEI結構

PEI能將各種報告基因轉入種屬細胞，因其轉染效率高，細胞毒性相對低成為非常熱門的基因治療載體之一。那么，PEI如何實現高效轉染過程？首先，PEI通過與帶負電荷的DNA 結合形成PEI-DNA 復合物，使得DNA分子由伸展結構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，轉染復合物PEI-DNA進一步與細胞表面的負電荷進行結合，通過細胞內吞作用將DNA轉移進入細胞內部形成內含體，DNA從內含體釋放進入到細胞質中，再進一步進入核內轉入、表達等。因此，PEI 在基因治療藥物的開發與生產中起著非常重要的作用。另外，PEI 也經常會使用于無血清培養基中培養的貼壁細胞中用于慢病毒，腺病毒等病毒載體生產。但由于PEI具有一定的細胞毒性，可能會破壞細胞膜而導致細胞死亡。因此，隨著基因治療藥物的快速發展，如何能夠準確快速測定溶液中轉染劑 PEI的含量就極為重要。

PEI如何檢測？

PEI結構中缺少明顯的生色團，因此無法用傳統的紫外-可見波長檢測器、二極管陣列檢測器或者熒光檢測器進行檢測，而傳統的示差折光檢測器、蒸發光散射等通用型檢測器，又往往靈敏度、線性范圍、響應一致性及穩定性等結果不盡如意。

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，響應一致性好以及穩定等優勢，非常適合不揮發性或者半揮發性物質，尤其是沒有紫外吸收的物質的檢測，也被2020年中國藥典收錄進了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，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

自動進樣器：Split Sampler C

柱溫箱： Column Compartment C（Force air，被動預熱）

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：蒸發溫度：50 ℃，采集速率：5 Hz，過濾器：3.6 s

柱溫：30 ℃

進樣量： 5 µl

流速：0.6  mL/min

流動相：甲酸銨/ACN進行等度洗脫

PEI對照色譜圖：

制劑樣品測試圖譜：

mRNA樣品測試圖譜：

結論

CAD檢測器作為無紫外吸收物質分析利器，有著靈敏度高、線性范圍寬、響應一致性好及重現性好等優勢，結合Surfactant Plus色譜柱，非常適合于轉染劑PEI含量測定。