聚乙二醇化是在聚乙二醇聚合物和底物分子(包括分子、大分子、顆粒和表面)之間形成共價鍵的化學過程。由于不同底物活性位點的差異,不同官能團的聚乙二醇化需要不同的聚乙二醇試劑。下面列出了文獻中報道的一些常用的聚乙二醇化示例。
1. 胺的聚乙二醇化和N端PEG的接枝:與生物大分子的氨基反應(yīng)的PEG試劑
聚乙二醇試劑 | 聚乙二醇化接枝 |
聚乙二醇NHS | 聚乙二醇羧酸的N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)活性酯可以與賴氨酸的胺基反應(yīng)。偶聯(lián)反應(yīng)僅需較短的反應(yīng)時間,反應(yīng)條件溫和,pH 7-9,低溫(5-25℃)。形成生理穩(wěn)定的酰胺鍵。 |
聚乙二醇醛 | 在還原劑如氰基硼氫hua鈉的存在下,通過還原胺化將伯胺轉(zhuǎn)化為仲胺。 pH 對于還原胺化很重要。 PEG-醛是一種非常好的N端聚乙二醇化接枝試劑。 |
聚乙二醇環(huán)氧化物 | 親核加成 |
聚乙二醇異硫氰酸酯 | 與胺反應(yīng)生成穩(wěn)定的硫脲。 |
聚乙二醇 | 通常酸需要被活化,例如 NHS 酯。 |
聚乙二醇NPC | 在合適的條件下,胺可以與NPC官能化的PEG反應(yīng)。 |
聚乙二醇丙烯酸酯 | 胺和丙烯酸酯的邁克爾加成反應(yīng)是一個相對緩慢的反應(yīng)。 |
2.羧基的聚
乙二醇化 PEG試劑在偶聯(lián)劑如DCC(N,N'-二環(huán)己基碳二亞胺)和EDIC(1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺,鹽酸鹽)存在下與羧酸反應(yīng)。
聚乙二醇試劑 | 聚乙二醇化接枝 |
聚乙二醇胺 | 在 DCC 或 EDC 偶聯(lián)條件下形成酰胺。 |
聚乙二醇酰肼 | 在弱酸性下被 EDIC 激活后,蛋白質(zhì)的羧基很容易與 PEG-酰肼反應(yīng),而在這種特定條件下,所有試劑的氨基均保持不活潑狀態(tài)。 |
PEG-鹵化物/磺酸鹽 | PEG-鹵化物(氯化物、溴化物、碘化物、對甲苯磺酸鹽和甲磺酸鹽)與去質(zhì)子化的羧基(即-COO-鹽)反應(yīng)。 |
3. 硫醇基團的聚乙二醇化:基于硫醇的聚乙二醇化是生物分子的游離硫醇,例如半胱氨酸
聚乙二醇試劑 | 聚乙二醇化接枝 |
PEG-馬來酰亞胺 | 硫醇和C=C雙鍵在馬來酰亞胺環(huán)存在下通過邁克爾加成形成生理學穩(wěn)定的鍵。最佳反應(yīng)條件為pH 8。 |
聚乙二醇OPSS | 生成二硫SS鍵。該反應(yīng)也可以通過還原劑如硫代乙醇胺來逆轉(zhuǎn)。 |
PEG-乙烯基砜 | 硫醇和C=C雙鍵在馬來酰亞胺環(huán)存在下通過邁克爾加成形成生理穩(wěn)定的化學鍵。 |
聚乙二醇硫醇 | 生成二硫SS鍵的氧化物。 |
聚乙二醇鹵化物 | PEG-鹵化物(氯化物、溴化物、碘化物、對甲苯磺酸鹽和甲磺酸鹽)和游離硫醇。碘乙酸鹽或碘乙酰胺對游離硫醇非常有效。 |
4. 羥基的聚乙二醇化
聚乙二醇試劑 | 聚乙二醇化接枝 |
聚乙二醇異氰酸酯 | 羥基與PEG-NCO反應(yīng),但需要特殊的反應(yīng)條件。 |
聚乙二醇NPC | 羥基與NPC反應(yīng)形成碳酸酯。 |
聚乙二醇硅烷 | 硅烷特別適合與羥基化表面反應(yīng)。 |
聚乙二醇環(huán)氧化物 | PEG-環(huán)氧化物與羥基反應(yīng)的最佳條件是pH 8.5-9.5。 |
5.點擊化學的聚乙二醇化
聚乙二醇試劑 | 聚乙二醇化接枝 |
PEG-疊氮化物 PEG-炔烴 | 疊氮化物和炔烴在銅催化劑存在下形成穩(wěn)定的1,2,3-三唑環(huán)。它被稱為Huisgen疊氮化物-炔環(huán)加成。 |
聚乙二醇BCN | BCN 試劑(雙環(huán)[6.1.0]壬炔)可以通過無銅點擊化學與疊氮標記分子或生物分子發(fā)生反應(yīng)。 |
聚乙二醇-DBCO | DBCO(二苯并環(huán)辛炔)試劑是應(yīng)變促進的疊氮化炔環(huán)加成 (SPAAC) 中反應(yīng)性強的環(huán)炔之一,可實現(xiàn)無銅點擊化學。 |
聚乙二醇TCO | TCO 試劑(反式環(huán)辛烯試劑)可用于通過無銅點擊化學標記抗體、蛋白質(zhì)和其他大分子。 |
聚乙二醇四嗪 | 發(fā)現(xiàn)四嗪與反式環(huán)辛烯(TCO)作為親二烯體的生物正交反應(yīng)動力學最快。與甲基四嗪相比,四嗪的化學穩(wěn)定性較低。 |
6. 表面聚乙二醇化
聚乙二醇試劑 | 聚乙二醇化接枝 |
聚乙二醇硫醇 | PEG-硫醇可與大多數(shù)貴金屬表面發(fā)生反應(yīng),例如金、銀等。 |
聚乙二醇硅烷 | PEG-硅烷可以與羥基化表面反應(yīng),例如硅膠、玻璃、羥基化或酸活化的貴金屬表面(例如鉑、鈀等)。 |
7. 聚合的聚乙二醇化
聚乙二醇試劑 | 聚乙二醇化接枝 |
聚乙二醇硫醇 | 多臂PEG-硫醇可以自交聯(lián)形成二硫鍵,在適當?shù)倪€原條件下可以逆轉(zhuǎn)。 |
聚乙二醇丙烯酸酯 | 2臂或4臂PEG-丙烯酸酯、PEG-甲基丙烯酸酯或PEG-丙烯酰胺可以交聯(lián)形成穩(wěn)定的CC鍵 |
8. 可逆聚乙二醇化
聚乙二醇試劑 | 聚乙二醇化接枝 |
聚乙二醇酰肼 | PEG-酰肼可以與羰基(酮或醛)反應(yīng)形成酰肼,在酸性條件下很容易水解。 |
聚乙二醇硫醇 | PEG-SS-PEG二硫鍵可以通過合適的還原劑裂解。 |
免責聲明:以上信息僅作為聚乙二醇化試劑選擇的一般指導。具體的PEG化接枝工藝請參考文獻并自行判斷。