蛍光異方性によるリポソームの熱変性評価
●脂質ナノ粒子 (LNPs lipid nanoparticles) とは
リポソームのような直径 20 nm から 1000 nm 程度の脂質二重膜でできた球状のナノ粒子は、脂質ナノ粒子 (LNPs lipid nanoparticles) と呼ばれます1,2)。脂質ナノ粒子は、核酸医薬品の薬物送達システム (DDS drug delivery system) として利用されており、近年、世界中で猛威を振るった新型コロナウイルスのワクチンにも採用されています3)。
●リポソームの相転移と蛍光異方性
蛍光異方性は、「蛍光分子が励起されてから蛍光を発するまでの間に、その分子がどの程度回転したか」という情報を反映します。特に、生体高分子の大きさ、結合状態や立体構造の解析に利用されることが多く、応用例の一つとしてリポソームの膜流動性評価が挙げられます4)。常温のリポソーム水溶液に蛍光色素ジフェニルヘキサトリエン (DPH) を加えると、DPH がゲル状の脂質二重膜の隙間に配向した状態で入り込み5)、DPH の動きは制限されます。そのため、励起光を照射すると、偏光状態が維持された蛍光が発せられます。一方、熱を加えると、脂質二重膜が液晶状態に転移し、膜の揺らぎとともに DPH の動きが激しくなります。励起光を照射すると、偏光状態が解消された蛍光が観測されます。
ここでは、分光蛍光光度計を用いて、温度を変化させながらリポソーム水溶中の DPH の蛍光偏光状態の変化を測定し、リポソームの相転移温度を推測しました。また、卓上走査型電子顕微鏡 (SEM)、画像解析粒度分布計を用いて、温度処理前のリポソームの形状観察を行いました。
1) Editorial:Nat. Rev. Mater., 6 , 99 (2021). 詳細はこちら >
2) R. Tenchov , R. Bird, A. E. Curtze , Q. Zhou: ACS Nano , 15 , 16982 (2021). 詳細はこちら >
3) P. Tran, T. Weldemichael , Z. Liu, H. Li: Pharmaceutics, 14 , 342 (2022). 詳細はこちら >
4) C. Poojari , N. Wilkosz , R. B. Lira, R. Dimovac , P. Jurkiewiczd , R. Petkab , M. Kepczynskib , T. Róga : Chem. Phys. Lipids , 223 , 104784 (2019). 詳細はこちら >
5) P. Neves, S. C. Lopes, I. Sousa, S. Garcia, P. Eaton, P. Gameiro: J. Pharm. Biomed. Anal., 49 , 276 (2009). 詳細はこちら >
