环境因素对 DOTAP 脂质体膜结构和功能的影响
瑞禧生物2025-02-13   作者:ws   来源:
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DOTAP:(2,3-二油氧基丙基)三甲基氯化铵。具有双亲性结构,包括一个带正电荷的亲水头部和一个由两条长烷基链组成的疏水尾部。这种结构使得DOTAP在水中能够自发形成类似于细胞膜结构的脂质双层,从而具有良好的膜融合能力和生物相容性。

脂质体 

一、温度

1. 对膜结构的影响:当温度升高到一定程度,接近或达到 DOTAP 脂质体的相变温度时,磷脂的脂酰链紊乱度及活动度增加,膜的流动性增大,脂质体膜从凝胶态转变为液晶态。如果温度继续升高,可能会导致脂质体膜的结构变得更加松散,甚至出现膜的破裂或融合现象。而在低温条件下,脂质体膜处于凝胶态,脂酰链排列紧密,膜的流动性降低,可能会使脂质体的粒径增大,出现聚集现象。

2. 对膜功能的影响:在相变温度以上,膜通透性明显增强,有利于脂质体内部包封物质的释放,可用于设计温度敏感型脂质体化合物递送系统,在特定的高温部位(如tumour组织局部热疗时)实现化合物的快速释放。但在非预期的高温环境中,可能导致化合物过早释放,影响化合物递送的靶向性和有效性。低温则会使膜的通透性降低,物质进出脂质体变得困难,可能影响脂质体与细胞的相互作用以及细胞对脂质体的摄取。

 

二、pH

1. 对膜结构的影响:在酸性环境中,DOTAP 的氨基会发生质子化,使脂质体表面正电荷增加,脂质体之间的静电排斥作用增强,可能导致脂质体的分散性发生改变,甚至出现聚集现象。当 pH 值降低到一定程度时,可能会影响脂质分子的排列,使脂质体膜的结构变得不稳定,如某些 pH 敏感的脂质成分可能会发生相转变,从双分子层结构转变为非双层结构。

2. 对膜功能的影响:利用 pH 对 DOTAP 脂质体膜结构的影响,可以设计 pH 敏感型脂质体。例如,在tumour组织或Inflammation部位等酸性微环境中,脂质体膜结构发生变化,加速化合物释放,提高化合物在作用部位的浓度,增强效果。但如果在非目标的酸性环境中(如胃酸环境),脂质体膜结构过早改变,可能会导致化合物在到达作用部位之前就被释放,降低化合物的效果。在碱性环境中,随着 pH 值升高,DOTAP 脂质体表面电荷可能会逐渐减少,也会影响其与带负电荷的生物分子或细胞表面的相互作用。

 

三、离子强度

1. 对膜结构的影响:高离子强度的环境中,溶液中的离子会屏蔽 DOTAP 脂质体表面的电荷,减弱脂质体之间的静电排斥力,导致脂质体容易发生聚集,使脂质体的粒径增大,甚至可能引起脂质体膜的融合或破裂。低离子强度时,脂质体表面电荷相对裸露,静电排斥作用较强,脂质体能够保持较好的分散状态,但可能对脂质体膜的稳定性产生一定影响,使其更容易受到其他因素的干扰。

2. 对膜功能的影响:离子强度的变化会影响脂质体与生物分子(如蛋白质、核酸等)的相互作用。例如,在高离子强度下,脂质体与蛋白质的结合可能会减弱,因为离子会竞争结合位点;而在低离子强度下,两者的结合可能会增强,但也可能导致非特异性结合增加。此外,离子强度还会影响脂质体在体内的分布和代谢,过高或过低的离子强度都可能改变脂质体的动力学和药效学特性。