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核酸脂质纳米粒科普——超滤管规格

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  主题文章中,我们列举了后处理的步骤及细节,其中一项关键内容——超滤除溶剂——使用的就是市面上较为常见的超滤管。但看似相同的超滤管实际上有多种规格,通常以分子质量(Dal或kD)来标示,如10 kD、50 kD、100 kD等。数字越大,代表了滤膜的孔径越大,截留下来的物质分子量也相应更大。在我们销售微流控仪器时,就经常会接到客户的提问:究竟多少规格的超滤管对自己最合适制作的核酸脂质纳米粒呢?同时,我们也发现,尽管有些客户包裹的是相似长度的核酸,使用的超滤管规格却完全不同。因此在这篇文章中,我们将通过计算来确定使用的超滤管规格。

  一般而言,为了能够更好的保证我们应该的物质能够几乎完全被截留,选用的规格尺寸在目标物质的分子量的1/3甚至1/4较为合适(这是在蛋白组学、生物化学等领域的一个经验值,也可结合实际产物做调整)。规格过大会导致大部分目标产物流失;规格过小则会导致超滤时间急剧增大,这对于在有机溶剂中不稳定的核酸脂质纳米粒而言是非常致命的。

  确定了规格尺寸和目标物质分子质量之间的比例后,下一步需要确定目标物质的分子质量。在这里,第一步是要明确分子质量单位Dal与摩尔质量(M)单位g/mol之间的关系。一个12C原子质量的1/12”为1Dal,1Dal=1/NAg,NA为阿伏伽德罗常数;摩尔质量则是单位物质的量的物质所具有的质量,当物质的量以mol为单位时,摩尔质量的单位为g/mol。能够准确的看出,两者的数值是相等的。例如胆固醇的摩尔质量为386.65 g/mol,则一个胆固醇分子的分子质量也为386.65 Dal。在氮磷比计算一文中,我们提到核苷酸的平均分子质量为330 Dal,所以以摩尔质量330 g/mol进行计算。

  假设我们的mRNA具有n个核苷酸,则其分子质量为330n Dal,如果我们大家都希望这个值为超滤管规格的3倍,则意味着超滤管的规格小于110n Dal,由此我们就能够获得下方一个简单的表格。

  由此我们大家可以看到,其关系非常直接明了。在实际使用的过程中,超滤管通常不会超过100 kD,因此,只要我们的核酸核苷酸超过909个,便能够正常的使用100 kD的超滤管。当然,为了保险起见,也能够正常的使用50 kD超滤管。必须要格外注意的是,以上均以mRNA为例。如果为短链siRNA,通常在一个纳米粒中会有多个的siRNA链,因而在计算的时候要乘以相对应的数量。

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