DSC在脂质体和脂质纳米颗粒开发中的应用

DSC用于监测温度引发的有序-无序转变，例如蛋白质展开、脂质中的凝胶到液晶相转变或核酸中的结构转变。它最近成为表征脂质体和LNPs基础药物载体的重要技术，这些载体是基因疗法药物和第三代疫苗的组成部分。

DSC热图提供关于载体的不同脂质成分的稳定性影响的信息，以及其负载——小分子药物、蛋白质或核酸。基于脂质的载体的性质通过其所有组分之间的复杂平衡相互作用来决定。DSC轮廓变化可以揭示载体结构的破坏或稳定性，可以作为制备质量的指标。熔融温度（Tm）从其正常值的变化可能表明样品污染或制备不当，导致脂质体混合物在大小或成分上不均匀，如单层囊泡和多层囊泡。例如，直径小于约35 nm的DPPC脂质体的主要转变温度（Tm）约为37°C；较大囊泡在约41°C时“熔化”。液晶脂质双层转变为凝胶相的过程是放热的，这可归因于在凝胶阶段形成范德华接触。在弯曲的SUV中可能形成较少的此类接触（因此更高焓水平）比在LUV[1]中更有可能。

对于mRNA负载的LNPs，DSC热图也反映了核酸与脂质成分之间的结构相互作用。图1显示了游离mRNA和两个不同LNP中封装的相同mRNA的叠加DSC热图。

游离mRNA的峰显示了核酸的热稳定性（Tm）及其焓（kcal/摩尔 – 峰下的面积）。焓反映了维持mRNA三级结构的分子内键的数量和能量。对于mRNA-LNP1和mRNA-LNP2的主要转变观察到的热效应不能仅用游离mRNA的相变热来解释。当mRNA被封装在LNP中时，Tm显著正向移位，表明mRNA分子与阳离子脂质之间增加了稳定的分子间相互作用。焓近10倍增加表明这些相互作用是广泛的[2]。

1. 《脂质的化学与物理学》，64 (1993) 129-142
2. 疫苗 (巴塞尔). 2022年1月; 10(1): 49。