Просвечивающая электронная микроскопия (ЭМ) является одним из способов контроля структурной организации липидных наночастиц. Цель данной работы: изучить особенности ЭМ визуализации мягких наночастиц на основе смесей диолеилфосфатидилэтаноламина (DOPE) и фосфатидиловой кислоты (PA), и фосфатидилхолина (PC) и холестерина (Chol), при контрастировании уранилом ацетатом (УА) и фосфорно-вольфрамовой кислотой (ФВК). Суспензии наночастиц DOPE/PA (9:2) и PC/Chol (1:1) сорбировали 1 мин на формваровую подложку на медной сетке, контрастировали УА, или ФВК (рН 0,5), или ФВК (рН 7,0), 5-10 с и изучали в ЭМ Jem-1400 (Jeol, Япония). Спектры 31P-ЯМР препаратов регистрировали на спектрометре AV-300 (Bruker, Германия). Препарат DOPE/PA, контрастирование УА и ФВК (рН 0,5): округлые частицы, образованные нитями (2–3 нм) низкой электронной плотности (ЭП), более четкими при использовании ФВК. Морфология нитей соответствует структурам инвертированной гексагональной фазы (ИГФ). Контрастирование ФВК (рН 7,0) приводит к структуризации нитей и появлению мембранно-подобных структур, соответствующих по виду ламеллярной фазе (ЛФ). Однако, 31Р-ЯМР анализ выявил в спектре образца один сигнал на 0,189 м.д., соответствующий ИГФ. Препарат PC/Chol, контрастирование УА и ФВК (рН 0,5): частицы неправильной формы, образованные хаотично расположенными нитями (2 нм) низкой ЭП, соответствующими липидам ИГФ. Контрастирование ФВК обнаружило в препарате стопки липидных бислоев, соответствующих ЛФ. Присутствие липидов в разных фазах подтверждено 31Р-ЯМР: анализ спектров препарата показал ЛФ (сигнал на -0,482 м.д.), ИГФ и изотропную фазу (сигналы на -0,235, -0,362 м.д.) Вывод: ЭМ позволяет идентифицировать фазовое состояние липидов, а «традиционные» контрастирующие вещества по-разному выявляют компоненты одного и того же препарата, что говорит об их активном взаимодействии с молекулами липидов и указывает на необходимость использования разных способов контрастирования для визуализации липидных наноструктур..

электронная микроскопия, негативное контрастирование, мягкие наночастицы, фосфолипиды

1. Balazs D.A., Godbey W. Liposomes for use in gene delivery // J Drug Deliv. 2011. V. 2011. P. 326497. doi 10.1155/2011/326497

2. Jouhet J. Importance of the hexagonal lipid phase in biological membrane organization // Front Plant Sci. 2013. V. 4. P. 494. doi 10.3389/fpls.2013.00494

3. Hope M.J. Enhancing siRNA delivery by employing lipid nanoparticles // Ther Deliv. 2014. V. 5. № 6. P. 663–673. doi 10.4155/tde.14.37

4. Belletti D., Vandelli M.A., Tonelli M., Zapparoli M. et al. Functionalization of liposomes: microscopical methods for preformulative screening // J Liposome Res. 2015. V. 25. № 2. P. 150–156. doi 10.3109/08982104.2014.956221

5. Hua H., Zhang N., Liu D., Song L. et al. Multifunctional gold nanorods and docetaxel-encapsulated liposomes for combined thermo – and chemotherapy // Int. J. Nanomedicine. 2017. V. 12. P. 7869–7884. doi 10.2147/IJN.S143977ijn12–7869 [pii]

6. Григорьева А.Е., Дырхеева Н.С., Брызгунова О.Е., Тамкович С.Н. и др. Контаминация препаратов экзосом, выделенных из биологических жидкостей // Биомедицинская химия. 2017. Т. 63. № 1. С. 91–96. doi 10.18097/PBMC20176301091

7. Lewis R.N., Mcelhaney R.N. Surface charge markedly attenuates the nonlamellar phase-forming propensities of lipid bilayer membranes: calorimetric and (31) P-nuclear magnetic resonance studies of mixtures of cationic, anionic, and zwitterionic lipids // Biophys J. 2000. V. 79. № 3. P. 1455–1464. doi S0006–3495(00)76397–1 [pii] 10.1016/S0006–3495(00)76397–1

8. Dekker C.J., Geurts Van Kessel W.S., Klomp J.P., Pieters J. et al. Synthesis and polymorphic phase behaviour of polyunsaturated phosphatidylcholines and phosphatidylethanolamines // Chem Phys Lipids. 1983. V. 33. № 1. P. 93–106. doi 0009–3084(83)90012–9 [pii]

9. Chao F.F., Blanchette-Mackie E.J., Chen Y.J., Dickens B.F. et al. Characterization of two unique cholesterol-rich lipid particles isolated from human atherosclerotic lesions // Am J Pathol. 1990. V. 136. № 1. P. 169–179.

10. Pyshnaya I.A., Razum K.V., Dolodoev A.S., Shashkova V.V. et al. Surprises of electron microscopic imaging of proteins and polymers covering gold nanoparticles layer by layer // Colloids Surf B Biointerfaces. 2017. V. 150. P. 23–31. doi S0927–7765(16)30783–4 [pii] 10.1016/j.colsurfb.2016.11.007