核酸医薬プロセス解説シリーズLNP（脂質ナノ粒子）をどう作り、測るか4/10基本

LNPの粒子径とPDI：DLSとNTAの違いと数字の読み方

Proglenth 編集部公開 2026-06-30更新 2026-10-09約7分で読めます

試験成績書に「粒子径 82 nm、PDI 0.15」と書かれているとき、そのmRNA-LNPのロットは良いと言えるでしょうか。数字だけでは言えません。粒子径が何の平均値なのか、どの装置でどう希釈して測定したのか、PDIが何の分布幅を表すのかで、意味が変わるからです。

DLS（動的光散乱）が出す平均粒子径は、大きな粒子に強く引っ張られる値です。承認済みのワクチンComirnatyでも、PDIは0.2ほどと報告されています。2021年8月には米FDAが、Comirnatyの3ロットについてLNPの粒子径とPDIを自らの試験室で測定し、製造元の結果と突き合わせました。規制当局が測り直すほど、この2つは品質を左右する数字として扱われています。

試験成績書を受け取る人、測定を依頼する人、装置を選ぶ人。DLSとNTAが何を見ているかを知っておくと、数字の食い違いで迷いません。粒子径を決める混合の側はLNPの混合と自己集合で解説しています。

粒子径とPDI（多分散指数）は、何を表す数字なのか？

PDIの合格ラインは、他社の数値や一般論ではなく、自社の製剤の規格と経時データで決めます。

PDI（多分散指数）は、粒子径分布の幅を表す、単位のない数値です。0に近いほど粒子径がそろい、大きいほどばらつきます。

目標が80 nmだとします。同じ平均値でも、中身は別物になりえます。

ロットA⁠：粒子がすべて75から85 nmに収まっている。
ロットB⁠：40 nmの粒子と150 nmの粒子が混ざり、平均値だけが80 nm。

平均値は同じでも、この2つは別の製剤です。大きすぎる粒子は体内での挙動が変わり、小さすぎる粒子は封入率や安定性で不利になると考えられています。

PDIは、いまの均一さを見るだけの数字ではありません。出荷時の値を記録しておけば、保存中に分布が広がっていないかを比べる基準になります。

では、どのくらいなら良いのでしょうか。2023年の研究が、希釈直後のComirnatyを動的光散乱で測定しています。Z平均（後述）は約84 nm、PDIは0.20でした。同じ表に載っていたPEGリポソーム製剤のDoxilは約82 nmでPDIは0.06。粒子径はほぼ同じでも、LNPのほうが分布は広い。一律の目安が語られることもありますが、合格ラインは製剤ごとに決まる規格値です。

DLSのZ平均とNTAの個数基準の分布は、何が違うのか？

DLSの平均値は手早い入口です。気になる変化は、別の原理の手法で切り分けます。

LNPの粒子径は主にDLSで測定し、NTA（ナノ粒子トラッキング解析）で補います。

DLSは、レーザーを当てて、粒子のブラウン運動の速さから粒子径を算出します。小さい粒子ほど速く、大きい粒子ほどゆっくり動く。少量の試料で数分のうちに平均粒子径（Z平均）とPDIが出るので、工程管理や規格試験の定番です。Malvern PanalyticalのZetasizer、WyattのDynaPro、Unchained LabsのStunner（同じ2 µLの試料からUV濃度とDLSを取る）などの装置が使われます。

ただしDLSには注意点があります。散乱光の強度は、粒子径のかなり高い次数（大まかには6乗）で効くのです。そのため、個数ではわずかな凝集体が混入しただけで、平均粒子径とPDIは大きく跳ね上がります。逆に、分布が広い試料では、小さな粒子が目立たなくなる。この鋭敏さは、凝集の早期検出には役に立ちます。

NTAは、粒子1個ずつの動きをカメラで追跡して、個数基準の分布と粒子濃度を出します。大きい粒子が実際に存在するのか、どのくらいの個数なのかを切り分けたいときに効きます。MalvernのNanoSight Proや、Particle MetrixのZetaViewがその装置で、検出のしきい値などの設定で結果が動く点には注意が要ります。

手法	出る数値	得意なこと	注意
DLS	Z平均、PDI（散乱強度が基準）	少量・短時間。日常の管理	大きな粒子に引っ張られる。分布の細部は見えにくい
NTA	個数基準の分布、粒子濃度	大きな粒子の有無と個数	設定で結果が動く
AF4-MALS	粒子径で分画したあとの分布	サブポピュレーションの分離	装置も条件の設定も手間がかかる
cryo-TEM	粒子1個ずつの形態と内部構造	形態や内部構造	観察できる粒子数が限られる

標識なしで単一粒子のサイズと濃度を測る新しい装置も出ています。Brukerが2026年2月に発表したiNTApharmaは、干渉散乱を使う方式です。発表の時点では、2026年下半期に販売を広げる予定とされていました（ニュース）。

数字を読み違えるのは、どの5つの場面か？

同じロットでも、値の種類・測定条件・測定した工程の時点がそろっていなければ、数値は比べられません。

1つめ：値の種類⁠。「粒子径」と書かれていても、Z平均（散乱強度が基準）なのか、個数基準の平均値なのかで、同じロットの数値が変わります。試験成績書に、どの値かが書かれているかを確かめます。
2つめ：希釈と溶媒の設定⁠。DLSの装置は、ブラウン運動の速さから粒子径を出すときに、分散媒の粘度を使います。糖を含む処方液を、水の粘度のまま計算すると、粒子径がずれる。希釈倍率、希釈液、測定温度も数値に響きます。
3つめ：少数の凝集体⁠。DLSの値が急に悪化したとき、分布全体が大きくなったのか、少数の大きな粒子が混入したのかで原因が違います。NTAや分布の形で切り分けてから、原因を追います。
4つめ：測定した工程の時点⁠。混合直後、エタノールを除去するTFFのあと、濃縮のあと、無菌ろ過のあとで、分布は動きえます。とくに無菌ろ過はLNPをフィルターに通すので、目詰まりや一部の損失がないかを見ます。規格や比較に使う時点を、先に決めておきます。
5つめ：装置や拠点の違い⁠。FDAがComirnatyのロットで製造元の結果と突き合わせたのは、その1つの形です。受託先や拠点を替えるときは、同じ試料を両方の装置で測定して、差を見ておきます。