PLGA-PEG-DBCO

PLGA-PEG-DBCO助力構(gòu)建多功能納米載體與靶向系統(tǒng)

一、產(chǎn)品概述

PLGA-PEG-DBCO 是一種功能化的嵌段共聚物材料，由生物可降解的PLGA（聚乳酸-羥基乙酸共聚物）、親水性PEG（聚乙二醇）以及末端修飾的DBCO（Dibenzocyclooctyne，二苯并環(huán)辛炔）組成。該材料結(jié)合了PLGA的良好生物降解性和藥物包載性能、PEG的親水性及長(zhǎng)循環(huán)能力，以及DBCO的獨(dú)特生物正交點(diǎn)擊功能，廣泛應(yīng)用于靶向藥物遞送、納米載體修飾和生物正交化學(xué)領(lǐng)域。

二、結(jié)構(gòu)組成及理化性質(zhì)

1. 結(jié)構(gòu)組成

PLGA：由乳酸和羥基乙酸通過共聚反應(yīng)形成的生物可降解聚酯，疏水性，負(fù)責(zé)構(gòu)建納米粒的核心結(jié)構(gòu)。PLGA的乳酸：羥基乙酸比例及分子量可調(diào)，通常為50:50或75:25，分子量范圍在5,000–20,000 Da之間。

PEG：親水性聚合物鏈段，通常為2,000 Da，連接于PLGA末端，改善水溶性，提高血液循環(huán)時(shí)間，減少蛋白吸附及免疫清除。

DBCO：末端接枝的炔基官能團(tuán)，擁有環(huán)張力較高的二苯并環(huán)辛炔結(jié)構(gòu)。該官能團(tuán)可在無銅催化劑條件下與疊氮（–N?）基團(tuán)發(fā)生快速且高效的“銅離子自由點(diǎn)擊”反應(yīng)（SPAAC），實(shí)現(xiàn)生物正交的分子偶聯(lián)。

2. 理化性質(zhì)

性質(zhì) 參數(shù)與描述

外觀 白色至淺黃色粉末或蠟狀固體

分子量范圍 PLGA：5,000–20,000 Da

PEG：2,000 Da

DBCO接枝率 ≥90%（通過NMR或紫外吸收測(cè)定）

溶解性 易溶于二氯甲烷（DCM）、DMF、DMSO，微溶于水

穩(wěn)定性 DBCO對(duì)光和氧敏感，需避光避熱保存

儲(chǔ)存條件 –20℃，干燥避光保存

三、合成工藝簡(jiǎn)述

PLGA-PEG-DBCO的制備主要包括以下步驟：

PLGA-PEG嵌段共聚物合成

通過共聚反應(yīng)或縮合反應(yīng)將PLGA與PEG鏈段連接，形成線性嵌段共聚物。通常利用PEG-NH?和PLGA-COOH端基，在EDC/NHS或DCC/NHS的催化下形成酰胺鍵。

DBCO接枝

利用DBCO-NHS酯與PEG鏈端的氨基反應(yīng)，形成穩(wěn)定的酰胺鍵，將DBCO基團(tuán)接枝到PEG末端。此反應(yīng)通常在無水或弱水條件下進(jìn)行，溫度控制在室溫至40℃，避免DBCO結(jié)構(gòu)受損。

純化

通過透析、柱層析或沉淀分離未反應(yīng)的DBCO-NHS和副產(chǎn)物，凍干得到純凈的PLGA-PEG-DBCO。

表征

采用1H-NMR、FTIR、紫外-可見光光譜（DBCO λmax≈309 nm）、GPC和質(zhì)譜等技術(shù)確認(rèn)結(jié)構(gòu)與純度。

四、功能特點(diǎn)

1. 生物正交點(diǎn)擊功能

DBCO末端為環(huán)張力炔基，可與疊氮基團(tuán)進(jìn)行無銅催化的SPAAC點(diǎn)擊反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)快速且選擇性的共價(jià)連接。該反應(yīng)具有以下優(yōu)勢(shì)：

無需銅催化劑，避免銅毒性；

反應(yīng)條件溫和，可在生理環(huán)境下進(jìn)行；

高選擇性和高反應(yīng)速率，適合活細(xì)胞和體內(nèi)應(yīng)用；

可用于連接多種疊氮標(biāo)記分子，如抗體、核酸、熒光染料、藥物等。

2. 優(yōu)異的生物相容性和降解性

PLGA作為FDA批準(zhǔn)的生物降解材料，能被體內(nèi)水解成乳酸和羥基乙酸，最終代謝為CO?和水。PEG鏈提供“隱形”保護(hù)，減少蛋白吸附和免疫識(shí)別，延長(zhǎng)血液循環(huán)時(shí)間。該共聚物整體具有良好的生物安全性，適用于臨床前及臨床研究。

3. 多功能修飾平臺(tái)

PLGA-PEG-DBCO通過DBCO端口，可以輕松地與疊氮標(biāo)記的功能分子偶聯(lián)，方便構(gòu)建多功能納米載體：

靶向配體（如N?-RGD、N?-抗體）

熒光探針（N?-FITC、N?-Cy5等）

診斷試劑（放射性示蹤物、MRI造影劑）

藥物分子

通過點(diǎn)擊反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)納米載體的表面功能化，提高靶向性和治療效果。

4. 良好的納米載體構(gòu)建能力

PLGA-PEG-DBCO可用于制備納米粒、膠束、水凝膠、脂質(zhì)體等多種遞藥載體，適合多種藥物和生物大分子的包載和遞送。其優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)保證載體穩(wěn)定性和控釋性能。

五、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 靶向藥物遞送系統(tǒng)

利用DBCO-疊氮點(diǎn)擊反應(yīng)，可在納米粒表面修飾腫瘤靶向配體，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)靶向遞藥，增強(qiáng)藥物在腫瘤部位的富集，降低副作用。常用于腫瘤化療藥物如多柔比星、紫杉醇的遞送。

2. 核酸與基因遞送

結(jié)合疊氮修飾的核酸分子（siRNA、miRNA、mRNA等），通過點(diǎn)擊反應(yīng)構(gòu)建靶向核酸遞送系統(tǒng)，提高基因和調(diào)控效率。

3. 生物成像與診療一體化平臺(tái)

通過接枝含疊氮的熒光染料、放射性標(biāo)記物等，實(shí)現(xiàn)納米載體的多模態(tài)成像及實(shí)時(shí)追蹤，輔助疾病診斷與治療效果監(jiān)測(cè)。

4. 免疫治療及疫苗遞送

結(jié)合疊氮標(biāo)記的抗原、佐劑，通過點(diǎn)擊化學(xué)構(gòu)建高效的免疫遞送系統(tǒng)，提高免疫應(yīng)答及治療效果。

六、產(chǎn)品表征與質(zhì)量控制

方法 目的

1H-NMR 確認(rèn)PLGA、PEG和DBCO的結(jié)構(gòu)及接枝率

FTIR 檢測(cè)官能團(tuán)特征（酯鍵、酰胺鍵、炔基）

UV-Vis DBCO特征吸收峰定量（≈309 nm）

GPC 分子量及分布

DLS 納米粒粒徑及分布

TEM 納米粒形貌觀察

HPLC 純度及雜質(zhì)檢測(cè)

七、儲(chǔ)存及使用建議

儲(chǔ)存條件：建議-20℃避光干燥保存，防止DBCO降解和聚合物水解；

使用注意：避免高溫、強(qiáng)酸堿及氧化劑；點(diǎn)擊反應(yīng)中，配體及疊氮修飾分子濃度需適當(dāng)控制以保證反應(yīng)效率；

溶劑選擇：適用于有機(jī)溶劑如DCM、DMF、DMSO，水溶性載體可先溶解于有機(jī)相后乳化或自組裝。

八、總結(jié)

PLGA-PEG-DBCO 作為一款高功能化聚合物材料，兼具：

高效生物正交點(diǎn)擊能力，滿足多樣化分子偶聯(lián)需求；

良好生物降解性和安全性，適合體內(nèi)應(yīng)用；

多樣化納米載體構(gòu)建平臺(tái)，便于靶向藥物遞送和診療整合；

豐富的應(yīng)用前景，涵蓋腫瘤靶向、基因治療、影像診斷、免疫遞送等前沿領(lǐng)域。

它為醫(yī)療和智能納米載體的研發(fā)提供了強(qiáng)大工具，助力科研及臨床轉(zhuǎn)化。

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