核酸脂質納米粒解析——氮磷比計算

瀏覽次數：1938　發布日期：2021-7-20　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

在使用帶電荷的原料進行納米粒子合成時，正電荷與負電荷的數量比將影響到納米粒子的穩定性、電位等性能。而在核酸脂質納米粒中，正電荷通常為具有可電離銨根（N）的陽離子脂質，而負電荷則為帶有大量磷酸根（P）的核酸分子，兩者可通過靜電吸附的方式結合在一起。因此，不合理的比例可能會導致粒徑過大、穩定性差等缺陷，正確計算正電荷與負電荷的比——N/P比——就顯得尤為重要。

作為計算舉例，我們挑選一個常見的配方，計算的關鍵數值如下：

陽離子脂質濃度（即N的濃度）：6.25 mmol/L
有機相體積（含陽離子脂質）：1 mL
核酸濃度：0.17 mg/mL
水相體積（含核酸）：3 mL
堿基的平均分子量：330 g/mol

其中堿基的平均摩爾濃度為經驗的平均值，如果使用的核酸序列已知，則能夠計算得到精確的摩爾濃度。

在以上條件下，N的物質的量為：

而P的物質的量為：

因此N/P比為：

以上即為N/P比的計算過程，不過在實際應用當中，也可以先定下N/P比，再確定有機相或水相的濃度，此時只需要逆向計算即可。例如我們將N/P比改為6:1，在其他濃度不變的情況下，核酸的濃度就需要降到原有的2/3，即0.113 mg/mL。

細心的讀者可能也發現了，在計算的過程中并沒有明確的核酸長度，這是因為核酸的長度并不會影響使用到的質量濃度。以單鏈RNA和上方計算得到的數值為例，在保持N/P比和N的物質的量不變的情況下，所需的P的物質的量也固定為1.545×10^-6mol，而核酸的質量濃度與P的物質的量關系為：

n_核酸為核酸的物質的量（摩爾數），M_核酸為核酸的摩爾質量對于1000 nt的mRNA，一個mRNA分子就有1000個陰離子；而對于2000 nt的mRNA來說，一個mRNA分子則有2000個陰離子，所需的物質的量（摩爾數）只需1000 nt的一半，但相對應的，其核酸的摩爾質量則會提升一倍（不考慮不同堿基的重量差異）。所以兩者相乘，最終的數值并沒有變化。因此，在使用mRNA的時候，換算成質量濃度對于計算更為方便。

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應用范圍：