Buffer Specificity of Ionizable Lipid Nanoparticle Transfection Efficiency and Bulk Phase Transition

化学 小角X射线散射 转染 纳米颗粒 结晶学 磷酸盐 阳离子聚合 六角相 相变 胶束 相(物质) 生物物理学 六方晶系 散射 纳米技术 材料科学 生物化学 有机化学 水溶液 热力学 基因 光学 物理 生物
作者
Cristina Carucci,Julian Philipp,Judith Müller,Akhil Sudarsan,Ekaterina Kostyurina,Clément Blanchet,Nadine Schwierz,Drew F. Parsons,Andrea Salis,Joachim O. Rädler
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
被引量:5
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c14098
摘要

Lipid nanoparticles (LNPs) are efficient and safe carriers for mRNA vaccines based on advanced ionizable lipids. It is understood that the pH-dependent structural transition of the mesoscopic LNP core phase plays a key role in mRNA transfer. However, buffer-specific variations in transfection efficiency remain obscure. Here we analyze the effect of the buffer type on the transfection efficiency of LNPs. We find that LNPs formulated with the cationic ionizable lipids DLin-MC3-DMA (MC3), SM-102, and ALC-315 in citrate compared to phosphate and acetate buffers exhibit earlier onset and stronger mRNA-GFP expression in vitro. Using synchrotron small-angle X-ray scattering (SAXS) we determine the buffer specificity of the pH-dependent structure of ionizable lipid/cholesterol/water mesophases that serve as model systems for the LNP core phase. The results show that the phase transition from inverse micellar to inverse hexagonal with decreasing pH is shifted to a lower transition pH for acetate and phosphate compared with citrate buffer. Based on continuum theory and ion-specific adsorption obtained from all-atom MD simulations, we propose a mechanism for buffer specificity. Citrate stabilizes the inverse hexagonal phase thus shifting the formation of HII to a higher pH. By contrast, phosphate and acetate stabilize LII. It stands to reason that the inverse micellar to inverse hexagonal transition, which is facilitated in citrate buffer, enables a sensitized pH response of the LNP core phase. This, in turn, enhances endosomal release efficiency and accounts for the earlier onset of gene expression observed in LNPs prepared with citrate buffer.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
陌生发布了新的文献求助10
刚刚
huhuhuuh完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
诸葛寻凝发布了新的文献求助20
2秒前
Moony发布了新的文献求助10
2秒前
刘兴发布了新的文献求助10
2秒前
哦哦哦发布了新的文献求助10
2秒前
柊巳完成签到,获得积分10
2秒前
JamesPei应助Cloud9采纳,获得10
3秒前
鲤鱼雁芙给鲤鱼雁芙的求助进行了留言
3秒前
4秒前
咖啡加奈完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
传奇3应助XJYXJY采纳,获得10
6秒前
张江泽完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
huhuhuuh发布了新的文献求助10
7秒前
生动的雨竹完成签到,获得积分10
7秒前
Miki驳回了orixero应助
7秒前
斯文败类应助谢谢采纳,获得10
7秒前
7秒前
边走边听发布了新的文献求助10
8秒前
阿四完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
10秒前
科目三应助飘逸的靖巧采纳,获得10
10秒前
10秒前
派大星应助水间采纳,获得10
10秒前
SciGPT应助鹏1989采纳,获得10
11秒前
FartKing发布了新的文献求助50
11秒前
路宽宽完成签到,获得积分10
12秒前
潘道佑完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Jal578发布了新的文献求助10
12秒前
Barry完成签到,获得积分20
13秒前
Pure发布了新的文献求助20
13秒前
13秒前
傅剑寒发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Routledge Handbook on Spaces of Mental Health and Wellbeing 500
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5321192
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4462953
关于积分的说明 13888286
捐赠科研通 4354063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2391525
邀请新用户注册赠送积分活动 1385098
关于科研通互助平台的介绍 1354881