摘要

脂質(zhì)體是一種常用的體系，用于包裹和遞送具有生物活性的載藥分子。與簡單的乳劑（油包水或水包油）不同，這些脂質(zhì)囊泡由結(jié)構明確的雙層結(jié)構組成，并具有水性內(nèi)核。這些雙層結(jié)構環(huán)繞著目標分子，通常是蛋白質(zhì)或寡核苷酸，如 DNA 或 RNA。這些囊泡結(jié)構具有固有的生物相容性，能夠通過內(nèi)吞作用進入活細胞內(nèi)部。在細胞內(nèi)，pH 值或離子強度的梯度變化會促使具有生物活性的分子靶向釋放。由于自組裝和釋放機制都高度依賴于靜電作用，因此 Zeta 電位和流體動力學粒徑在表征這些結(jié)構時起著重要作用。

引言

脂質(zhì)體是封裝生物材料的常用工具。這些自組裝結(jié)構由脂質(zhì)雙層構成，脂質(zhì)雙層環(huán)繞著特定的載藥分子，這類載藥分子通常為帶電的生物分子，如寡核苷酸。這些結(jié)構可以模擬細胞膜、外泌體和其他生物囊泡結(jié)構，因此具有高度的生物相容性，并可作為將生物相關載藥材料遞送到細胞的靶向機制。

與許多自組裝結(jié)構一樣，這些脂質(zhì)體或脂質(zhì)囊泡通常通過靜電作用穩(wěn)定，并且當從粗脂質(zhì)原料制備時，其尺寸和結(jié)構可能具有異質(zhì)性。

自組裝結(jié)構可能很復雜，并且會受制備方法、起始材料的純度以及樣品處理歷程的影響。 在沒有機械均質(zhì)化處理的情況下，脂質(zhì)囊泡和脂質(zhì)納米顆粒會形成更高級的結(jié)構，例如多層囊泡等“囊泡內(nèi)囊泡”結(jié)構，其層數(shù)往往各不相同。為簡化這一過程并制備出更為均勻的起始材料，我們選用了一種由已知脂質(zhì)混合物構成的市售脂質(zhì)體。

樣品制備

起始材料是一種凍干粉末，含有已知比例的 L-α- 磷脂酰膽堿（PC）和硬脂胺（SA），后者具有陽離子頭部基團，前者具有兩性離子頭部和支鏈尾部。將這些凍干脂質(zhì)囊泡在10 mL三重過濾的去離子水中重新懸浮，得到 6.3 mM磷脂酰膽堿和 1.8 mM硬脂胺的儲備液。然后將該脂質(zhì)體儲備液在磷酸鹽緩沖液（PBS）中按 20:1 的比例稀釋，以制備工作溶液。同時還制備了153 μM（10mg/mL）的牛血清白蛋白（BSA）儲備液。

結(jié)果

為了確定蛋白質(zhì)負載對預混合脂質(zhì)體的影響，研究人員對這種三元混合物的五種不同摩爾分數(shù)進行了研究。該三元混合物的摩爾分數(shù)定義如下：

X _BSA = BSA 的摩爾數(shù) /（BSA 的摩爾數(shù) + PC 的摩爾數(shù) + SA 的摩爾數(shù)）

X _PC = PC 的摩爾數(shù) /（BSA 的摩爾數(shù) + PC 的摩爾數(shù) + SA 的摩爾數(shù)）

X _SA = SA 的摩爾數(shù) /（BSA 的摩爾數(shù) + PC 的摩爾數(shù)+SA 的摩爾數(shù)） 由于磷脂酰膽堿與硬脂胺的比例保持不變，我們可以選擇將其簡化為二元混合物。因此，兩個相關的摩爾分數(shù)變?yōu)閄 _BSA和X _Lipids。

由磷脂酰膽堿和硬脂胺混合物組裝而成的脂質(zhì)體預計呈陽離子性，因此當脂質(zhì)體相對于載藥分子（此處為牛血清白蛋白，BSA）過量時，Zeta 電位為正（約+20 mV）。在生理 pH 條件下，BSA 帶微弱負電荷，這與在沒有脂質(zhì)存在的情況下測得的約 -15 mV 的 Zeta 電位一致。

同樣，在過量載藥分子存在的情況下，可以觀察到囊泡的平均粒徑減小，這可能反映了脂質(zhì)體結(jié)構的變化，盡管這些層狀結(jié)構潛在的巨大異質(zhì)性不利于僅依靠散射數(shù)據(jù)得出這樣的結(jié)論。

總結(jié)

這是一個有用的起點，它表明有必要補充諸如共聚焦熒光顯微鏡、小角X射線散射或可用于確認載藥分子共定位的檢測方法，以表征高階囊泡結(jié)構或確認載藥分子的成功保護和遞送。

• NanoBrook 系列儀器可用于測量包括脂質(zhì)體以及其他囊泡結(jié)構在內(nèi)的自組裝體系的粒徑和 Zeta 電位。這些測量可以在生理 pH 值和離子強度條件下進行。
• 有效直徑和 Zeta 電位可以快速測量，從而能夠快速篩選各種不同的封裝條件。
• 脂質(zhì)體和其他基于脂質(zhì)的納米材料對于將生物活性材料遞送到藥物靶點至關重要。