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4A3-SC8 è un lipide cationico modulare e ionizzabile (pKa ≈ 6,66) che funziona come un dendrimero degradabile. Strutturalmente, presenta un'architettura dendritica con un'ammina terziaria centrale che risponde al pH, protonata al pH endosomiale per facilitare la rottura della membrana, pur rimanendo neutra nel flusso sanguigno per migliorare la circolazione. L'inclusione di legami esterei idroliticamente degradabili nella sua struttura e di legami tioeterei nelle sue code lo rende biodegradabile, migliorandone il profilo di sicurezza per l'uso in vivo. Questa combinazione di caratteristiche strutturali lo rende un lipide ionizzabile altamente versatile e robusto per la formulazione di LNP.

Il prodotto è β-Alanina, N-[3-(dimetilammino)propil]-N-[3-[2-(dodecilditio)etossi]-3-ossopropil]-, 2-(dodecilditio)etil estere, un lipide ionizzabile sensibile al glutatione costruito su uno scaffold di β-alanina che trasporta tre domini funzionalmente distinti: un gruppo N,N-dimetilamminopropilico pendente che fornisce il sito di protonazione primario, una porzione 2-(dodecilditio)etil estere che ancora una coda C12 riducibile attraverso il terminale carbossilico e un braccio 3-[2-(dodecilditio)etossi]-3-ossopropilico N-legato che introduce una seconda catena dodecildisulfanile. Questo design a doppio disolfuro garantisce che il lipide intatto rimanga stabilmente integrato all'interno della nanoparticella lipidica durante il transito extracellulare ma subisca una rapida frammentazione in tre piccoli frammenti idrosolubili dopo l'esposizione alle concentrazioni millimolari di glutatione del citosol, ottenendo così un rilascio del carico che è chimicamente controllato dal potenziale redox intracellulare.

Il prodotto è β-alanina, N,N',N''-(nitrilotri-2,1-etandiil)tris[N-metil-, 1,1',1''-tritridecil estere (comunemente noto come 304O13). Strutturalmente, è un lipidoide cationico ionizzabile, caratterizzato da un nucleo amminico terziario centrale (nitrilotri-2,1-etandiile) collegato tramite tre bracci a unità N-metil-β-alanina, ciascuna terminante con una lunga catena alchilica tridecile (C13) satura. Questa architettura molecolare unica è meticolosamente progettata per la sua funzione: l'ammina centrale fornisce ionizzazione pH-dipendente (cationica a pH basso, neutra a pH fisiologico), i legami ammidici offrono biodegradabilità e le tre code idrofobiche guidano l'autoassemblaggio in nanoparticelle lipidiche (LNP).

C13-112-tetra-tail (CAS 1381861-92-2) è una molecola lipidica cationica ionizzabile caratterizzata da un'architettura molecolare unica che combina un gruppo di testa di amminoalcol polare, quattro code di carbonio-13 idrofobiche e un linker PEG2. Il lipide presenta un nucleo amminico terziario centrale da cui si estendono quattro catene trideciliche (C13), ciascuna terminante con un gruppo ossidrilico primario. Strutturalmente, C13-112-tetra-coda comprende due unità di aminoalcol collegate tramite un distanziatore PEG2 (glicole dietilenico), risultando in una configurazione simmetrica a più code che massimizza il volume idrofobico mantenendo l'anfifilicità per un'efficace formazione di nanoparticelle lipidiche (LNP).

L'1-[2,3-Bis[(9Z,12Z)-ottadeca-9,12-dien-1-ilossi]propil]pirrolidina, noto anche come A-066, è un lipide cationico caratterizzato da una testa pirrolidinica attaccata a uno scheletro di glicerolo che è dieterificato con due code di idrocarburi linoleilici (C18:2, Δ9,12). Strutturalmente, la molecola comprende un'impalcatura centrale di glicerolo chirale con due catene di alcol grassi insaturi (ciascuna contenente due doppi legami cis) collegate tramite legami eterei, terminanti con un'ammina pirrolidinica terziaria. La presenza della testa pirrolidinica distingue la 1-[2,3-Bis[(9Z,12Z)-ottadeca-9,12-dien-1-ilossi]propil]pirrolidina dalla DODMA strutturalmente correlata, che presenta una testa dimetilamminica.

Il prodotto è fosforamidite 2'-F-Ac-dC (5'-O-(4,4'-dimetossitritil)-2'-fluoro-2'-deossicitidina-3'-O-[(2-cianoetil)-(N,N-diisopropil)]-fosforamidite). Essendo un monomero fosforammidico specializzato, la sua struttura centrale presenta una porzione di zucchero 2'-deossicitidina con un atomo di fluoro in posizione 2' e un gruppo protettivo acetile (Ac) sulla base della citosina. Questa modifica unica del 2'-fluoro influenza profondamente la conformazione del pucker dello zucchero, bloccando l'anello del ribosio in una conformazione C3'-endo (simile all'RNA). Questa struttura pre-organizzata aumenta notevolmente la resistenza alla nucleasi dell'oligonucleotide risultante e aumenta la sua affinità di legame con bersagli di RNA complementari. La fosforamidite 2'-F-Ac-dC non è quindi solo un elemento costitutivo; è la chiave per generare oligonucleotidi antisenso (ASO), siRNA e aptameri chimicamente stabilizzati e ad alta affinità.