杭州新喬生物科技有限公司

立即詢價

您提交后，專屬客服將第一時間為您服務

DOTAP (2,3-二油酰基-丙基)-三甲胺（氯鹽）的介紹

閱讀：394 發布時間：2026-4-22

DOTAP 是經典陽離子脂質，化學名為1,2 - 二油酰基 - 3 - 三甲基銨丙烷氯化物（1,2-Dioleoyl-3-trimethylammonium-propane chloride），是基因遞送與藥物載體領域的核心材料。其核心優勢在于正電荷頭部與雙油酰基疏水尾部的組合，可自組裝形成陽離子脂質體，高效復合并遞送負電荷生物分子（DNA、RNA、siRNA 等），兼具高轉染效率與良好生物相容性，廣泛應用于生物醫學研究與藥物開發。

一、基本信息與結構特征

項目	核心詳情
中文名稱	(2,3 - 二油酰基 - 丙基)- 三甲胺氯鹽，1,2 - 二油酰基 - 3 - 三甲基銨丙烷氯化物
英文名稱	DOTAP chloride, 1,2-Dioleoyl-3-trimethylammonium propane chloride
常用簡稱	DOTAP
CAS 號	132172-61-3
分子式	C??H??ClNO?
分子量	698.54 Da
化學結構	親水頭基：三甲基銨陽離子（-N?(CH?)?）+ 氯離子（Cl?）；疏水尾部：兩個 C18 油酰基（含順式雙鍵）；連接臂：甘油骨架（1,2 - 二油酰基 - 3 - 丙基）
外觀	淡黃色粘稠液體或蠟狀固體（熔點約 25-30℃）
溶解性	易溶于氯仿、甲醇、乙醇、DMSO、DMF 等有機溶劑，不溶于水

結構核心特點：

正電荷：季銨鹽頭部在生理 pH 下保持穩定正電荷，不受 pH 變化影響
雙油酰基尾部：兩個含順式雙鍵的 C18 脂肪酸鏈，賦予脂質體良好流動性與膜融合能力
甘油骨架：1,2 - 位連接脂肪酸，3 - 位連接陽離子頭部，結構穩定，不易水解
兩親性結構：親水頭部與疏水尾部形成典型雙親分子，可自組裝為脂質體或脂質納米顆粒（LNPs）

二、物理化學性質

性質	具體表現	應用價值
表面電荷	陽離子，Zeta 電位通常為 + 30~+60 mV（脂質體形式）	與負電荷生物分子（DNA/RNA）和細胞膜高效結合
臨界膠束濃度（CMC）	極低（約 10??~10?? M）	易形成穩定脂質體，不易解離
相變溫度（Tm）	約 - 20℃	生理溫度下呈液晶態，膜流動性好，利于細胞融合與內體逃逸
穩定性	對熱穩定（<100℃），在中性 / 弱堿性條件下穩定，強酸條件下可水解	適合常規儲存與實驗操作，可通過 pH 調控降解
毒性	低細胞毒性（優于 DOTMA 等早期陽離子脂質），與膽固醇復配可進一步降低毒性	生物醫藥應用的安全性基礎
膜融合性	強，可與細胞膜及內體膜融合，促進內容物釋放	提高基因遞送效率，增強內體逃逸能力

三、合成方法（主流路線）

DOTAP 的合成以甘油為起始原料，通過三步關鍵反應制備，核心步驟如下：

1. 標準合成路線（三步法）

步驟	核心操作	關鍵參數
雙酰化反應	甘油與油酰氯在堿性條件（如吡啶 / 三乙胺）下反應，生成 1,2 - 二油酰基 - sn - 甘油	反應溫度 0-5℃，油酰氯過量 1.2 倍，反應時間 12-24 h
3 - 位活化	1,2 - 二油酰基 - sn - 甘油與對甲苯磺酰氯（TsCl）或溴化試劑反應，生成 3 - 位活化中間體	吡啶作溶劑，反應溫度 25℃，反應時間 6-12 h
季銨化反應	活化中間體與三甲胺（水溶液或氣體）反應，生成 DOTAP 氯化物	高壓反應釜（5-10 atm），50-80℃，反應 24-48 h
純化	硅膠柱層析（氯仿 / 甲醇梯度洗脫）或重結晶，去除雜質	目標產物純度可達 98% 以上

2. 替代合成策略

方法	優勢	適用場景
環氧丙烷開環法	原料易得，步驟簡潔	工業生產，提高產率（可達 60-70%）
直接季銨化法	避免使用活化試劑，減少副反應	實驗室小規模合成，高純度需求
酶催化合成法	選擇性高，反應條件溫和，綠色環保	生物醫藥級產品制備，降低雜質風險

四、轉染機制與功能化策略

DOTAP 作為基因遞送載體的核心機制基于靜電相互作用與膜融合特性，具體過程如下：

1. 轉染核心機制

步驟	詳細過程	關鍵作用
復合物形成	DOTAP 自組裝為陽離子脂質體，通過靜電作用與負電荷核酸（DNA/RNA）形成穩定復合物（lipoplexes）	保護核酸免受酶降解，提高穩定性
細胞結合	帶正電荷的 lipoplexes 與帶負電荷的細胞膜（糖蛋白 / 糖脂）相互作用，促進細胞黏附	啟動細胞攝取過程
內吞作用	復合物通過網格蛋白介導、小窩蛋白介導或巨胞飲等途徑被細胞內吞，形成內體	實現細胞內化
內體逃逸	DOTAP 的膜融合特性破壞內體膜，釋放復合物到細胞質中	避免核酸被溶酶體降解，提高轉染效率
核酸釋放	復合物解離，釋放游離核酸進入細胞核（DNA）或直接在細胞質中發揮作用（RNA/siRNA）	實現基因表達或沉默

2. 功能化設計策略

功能化方式	具體方法	應用效果
膽固醇復配	DOTAP: 膽固醇（1:1~3:1 摩爾比）	降低細胞毒性，提高脂質體穩定性與轉染效率
PEG 修飾	加入 1-10% PEG 化脂質（如 DSPE-PEG2000）	延長血液循環時間，減少網狀內皮系統清除，提高體內遞送效率
靶向修飾	表面偶聯靶向配體（如 RGD 肽、抗體、葉酸）	實現主動靶向，提高特定細胞 / 組織的轉染特異性
內體逃逸增強	加入 DOPE、氯喹或 pH 敏感脂質	促進內體膜破壞，提高核酸釋放效率
熒光標記	與熒光脂質（如 NBD-PE、Rhod-PE）共組裝	可視化追蹤脂質體的細胞攝取與分布

五、主要應用領域

1. 基因遞送與轉染（核心應用）

體外細胞轉染：高效遞送質粒 DNA、mRNA、siRNA、miRNA 等，適用于 HEK293、HeLa、CHO 等多種細胞系，推薦用量：每 μg DNA 使用 5-10 μg DOTAP
體內基因治療：用于腫瘤、心血管疾病、神經系統疾病等的基因遞送，如與膽固醇復配制備脂質體，提高體內穩定性
CRISPR/Cas9 基因編輯：遞送 Cas9 蛋白或 sgRNA，實現高效基因敲除 / 敲入，降低脫靶效應
疫苗遞送：作為 mRNA 疫苗載體，增強抗原呈遞，提高免疫應答強度與持久性

2. 藥物遞送系統

抗腫瘤藥物遞送：負載紫杉醇、阿霉素等化療藥物，通過 EPR 效應靶向腫瘤組織，如 EndoTAG-1（DOTAP / 紫杉醇脂質體）已進入臨床試驗
抗炎藥物遞送：遞送糖皮質激素等抗炎藥物，用于類風濕關節炎、哮喘等疾病治療
核酸藥物遞送：遞送反義寡核苷酸（ASO）、小干擾 RNA（siRNA）等，用于基因沉默治療

3. 生物醫學研究工具

細胞生物學研究：用于研究基因功能、信號通路、蛋白質表達等，作為常規轉染試劑
病毒包裝輔助：提高慢病毒、腺病毒等病毒載體的包裝效率
蛋白質遞送：遞送帶負電荷的蛋白質（如抗體、酶）進入細胞，研究蛋白質功能
細胞成像：制備熒光標記的 DOTAP 脂質體，用于細胞追蹤與成像分析

4. 其他應用

基因編輯農業：用于植物細胞轉染，培育抗蟲、抗病、高產作物
生物傳感器：修飾電極表面，固定核酸探針，用于生物分子檢測
抗菌材料：陽離子脂質體具有抗菌活性，可用于制備抗菌涂層與敷料

六、使用與儲存注意事項

儲存條件

密封、避光、-20℃冷凍保存，可穩定保存 1-2 年
避免反復凍融（建議分裝保存），防止脂質體聚集
有機溶劑溶液（如氯仿 / 甲醇）可在 - 20℃保存，使用前需恢復至室溫并搖勻

使用建議

脂質體制備：常用薄膜水化法或乙醇注入法，推薦粒徑 50-200 nm，PDI<0.3
轉染條件優化：DOTAP 與核酸比例（N/P 比）通常為 3:1~10:1，根據細胞類型調整
血清影響：DOTAP 轉染可在含血清培養基中進行，但血清可能降低轉染效率，建議優化血清濃度
內體逃逸增強：與 DOPE（1:1 摩爾比）或膽固醇復配，提高內體逃逸效率與轉染效果

安全注意事項

屬于低毒性化合物，但仍需避免直接接觸皮膚與眼睛，操作時佩戴手套與護目鏡
納米級脂質體需注意潛在細胞毒性，建議進行細胞活力檢測（如 MTT 法）
廢棄物需按照生物安全標準處理，避免環境污染

DOTAP 憑借正電荷、良好膜融合性與低細胞毒性，成為陽離子脂質領域的經典代表，在基因遞送、藥物載體與生物醫學研究中發揮核心作用。通過與膽固醇、PEG 化脂質等復配，可進一步優化其性能，滿足不同應用場景需求。從體外細胞轉染到體內基因治療，從基礎研究到臨床應用，DOTAP 持續推動著非病毒載體技術的發展，為生物醫藥領域的創新提供*工具。