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PAMAM G1-COOH 修饰 LNP / 脂质体 完整工艺(适配 SM-102 mRNA-LNP 体系)

更新时间:2026-05-07点击次数:11

PAMAM G1-COOH 修饰 LNP / 脂质体 完整工艺(适配 SM-102 mRNA-LNP 体系)

一、工艺原理

利用 PAMAM G1-COOH 表面羧基,经 EDC/NHS 活化,与脂质体 / LNP 表面 DSPE-PEG-NH₂ 氨基 形成稳定酰胺键,实现 LNP 表面共价修饰;
修饰后可提升 LNP 水溶性、胶体稳定性、降低免疫原性,还可进一步再接靶向肽 / 生物素 / 抗体,适配 mRNA、siRNA、小分子药物载药体系。

二、所需原料与试剂

1. 脂质组分(沿用你 SM-102 标准 LNP 配方)

  • SM-102(可电离脂质)

  • DSPC

  • 胆固醇

  • DMG-PEG2000

  • DSPE-PEG-NH₂ (关键:提供表面氨基,用于偶联 PAMAM)

2. 功能试剂

  • PAMAM G1-COOH

  • EDC·HCl

  • NHS

  • 无水乙醇、超纯水

3. 缓冲液(提前配制)

  1. 0.1 M MES pH 5.2 (羧基活化专用)

  2. 1×PBS pH 7.4 (LNP 分散、偶联、洗涤)

严禁用 Tris/HEPES 等含胺缓冲液,会竞争反应

三、LNP 基础配方(可直接用)

摩尔比:
SM-102 : DSPC : Chol : DMG-PEG2000 : DSPE-PEG-NH₂
= 46.3 : 9.1 : 42.2 : 1.4 : 1.0
把原 DMG-PEG2000 从 2.4% 下调为 1.4%,替换 1.0% 为 DSPE-PEG-NH₂,保留 LNP 原有粒径与体内特性。

四、完整操作流程

步骤 1:制备氨基功能化 SM-102 LNP

  1. 所有脂质用无水乙醇配成统一母液(如 10 mM);

  2. 按上面摩尔比混合脂质乙醇相;

  3. 微流控 / 乙醇滴加水相法,与醋酸钠水相混合,制备空白氨基 - LNP;

  4. 超滤置换外相为 PBS pH7.4,浓缩至脂质总浓度 1~2 mM。

步骤 2:PAMAM G1-COOH 活化(EDC/NHS)

  1. 取 PAMAM G1-COOH,用 MES pH5.2 配成 2 mg/mL 溶液;

  2. 投料摩尔比:

    PAMAM G1-COOH : EDC : NHS = 1 : 4 : 4

  3. 室温避光温和搅拌 30~40 min 活化羧基;

  4. 活化后立即使用,不存放。

步骤 3:PAMAM 与氨基 - LNP 偶联

  1. DSPE-PEG-NH₂ : PAMAM G1-COOH = 1 : 1.2 摩尔比投料(PAMAM 稍过量保证偶联饱和);

  2. 把活化好的 PAMAM 溶液缓慢滴入 LNP 体系;

  3. 室温低速搅拌 2 h 或 4℃ 温和振荡过夜;

  4. 体系始终维持 pH 7.2~7.4。

步骤 4:封闭 & 纯化

  1. 加入终浓度 0.5% BSA 室温封闭 30 min,封闭残余活性酯,降低非特异性吸附;

  2. 100 kDa 超滤管 离心超滤 PBS 洗涤 3~4 次,去除游离未偶联的 PAMAM、EDC、NHS;

  3. 最后用 PBS 重悬,得到 PAMAM G1 修饰 LNP

五、关键工艺控制要点

  1. 羧基活化必须 pH 5.0~5.2,偏高偏低都会大幅降低偶联率;

  2. EDC/NHS 现配现用,遇水极易水解失效;

  3. LNP 全程避免剧烈涡旋、高温,防止脂质体破乳、粒径变大;

  4. DSPE-PEG-NH₂ 掺杂比例建议 0.5~1.5 mol%,过高易造成 LNP 团聚;

  5. 修饰后 LNP 4℃避光保存,禁止冻融

六、修饰后 LNP 优势

  1. PAMAM 树枝状结构增加 LNP 表面亲水层,提升胶体稳定性,减少储存团聚;

  2. 表面剩余羧基可继续 EDC/NHS 偶联靶向肽、生物素、抗体,做靶向 mRNA 递送;

  3. 降低可电离脂质 SM-102 的细胞毒性,提升生物相容性;

  4. 树枝状内腔可额外负载小分子药物,实现mRNA + 小分子共递送