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脂质体负染试验实例:格微GVG-100辉光放电仪

    脂质体(Liposome)是一种由磷脂双分子层构成的囊泡结构,广泛应用于药物传递系统。其独特的结构可以同时封装亲水性和疏水性物质,从而显著提高药物的生物利用度,减少副作用并增强靶向性。此外,脂质体在基因治疗中用于传递DNA和RNA,在疫苗开发中作为佐剂以增强免疫反应,并在化妆品中提高活性成分的渗透性。脂质体的质量,如粒径、均一性和包封率等,对其性能至关重要,影响生物相容性、清除率、细胞摄取、分布与靶向性,以及药物释放特性和稳定性。

透射电子显微镜(TEM)是评估脂质体囊泡结构、粒径和均一性等形态信息的常用工具。由于脂质体主要由C、H等轻元素构成,需使用负染色法进行观测。负染过程中,样品被滴加并吸附在载网上的无定形碳支持膜上,并使用重金属染料染色。碳支持膜在制备初期具有较强亲水性,但随着时间的推移,制备后的碳膜会逐渐老化疏水。脂质体为亲水性颗粒,疏水的碳膜会严重影响其与染料的吸附,甚至促进样品聚集,造成各种“伪影”,从而影响TEM观测的准确性。

辉光放电处理是目前常用的一种碳膜表面改性方法。经气体辉光放电处理后,碳膜表面带负电荷,表现出亲水性,使样品更易吸附在碳膜上,分散也更均匀,从而改善负染效果。本实验对比了碳膜亲水性处理与否对脂质体负染制样效果的影响。结果表明:使用格微GVG-100对碳膜进行亲水处理显著提升了脂质体颗粒的分散性和负染效果。

试验方法

脂质体的制备

吸取5 uL DMPC/DHPC bicelles母液(~ 5 mM DMPC,q=0.5),用PBS稀释100倍,水浴超声3 min后,再用PBS稀释3倍,即得DMPC脂质体样品。

负染制样

使用格微GVG-100辉光放电仪对铜网(薄纯碳支持膜)进行亲水性处理(10 mA,35s)。然后,滴加3.5 μL稀释后的脂质体样品至处理后的铜网,停留1分钟。随后,用3滴(~30uL)染液(UranyLess EM Stain)快速染色,每次染色前后用滤纸将多余液体吸除,最终在最后一滴染液上停留~1 min。染色后,用滤纸从背面将铜网多余液体的吸除,室温下风干备用。对照组除铜网不进行亲水性处理外,其余操作完全一致。

仪器设备

辉光放电仪:格微GVG-100;某品牌透射电子显微镜

试验结果:

图1 辉光放电处理对碳膜亲水性的改善。
  GVC100-1.png GVC100-2.png

                               左:辉光放电处理前;                                                  右:辉光放电处理后(10 mA,35s)

图2 UranyLess EM Stain负染的脂质体TEM图片,碳膜未经格微GVG-100辉光放电仪处理。

GVC100-3.jpg GVC100-4.jpg

图3 UranyLess EM Stain负染的脂质体TEM图片,碳膜经格微GVG-100辉光放电仪处理。

GVC100-5.jpg GVC100-6.jpg

试验分析

  • 辉光放电处理显著提高了碳支持膜的亲水性:未经处理的碳膜上,水滴呈半球状且难以扩散,显示出碳膜表面疏水(图1左);而辉光放电处理后,相同体积的水滴可轻松扩散,表明碳膜亲水性显著提升(图1右)。
  • 辉光放电处理显著提高了脂质体样品的负染效果:相同的脂质体样品及制样流程下,未经亲水性处理的碳膜载网(图2)上,脂质体颗粒团聚严重,染料分布不均,无法进行粒径分析;而经亲水性处理的载网(图3)上,脂质体颗粒分散均匀,染料分布良好,负染效果显著提升。