聚乙二醇修飾化學和PEG修飾劑選擇指南

來源：作者：人氣：-發表時間：2014-12-08 09:57:00【大中小】

聚乙二醇修飾化學和PEG修飾劑選擇指南

參考資料

PEG修飾是一個將PEG聚合物與包括分子，大分子，顆粒，表面在內的底物分子形成共價鍵的化學過程。由于不同底物活性位點的不同，PEG修飾不同的官能團需要不同的PEG試劑。以下列舉了一些文獻報道的常用的PEG修飾化學案例。

胺的PEG修飾和N-端基聚乙二醇接枝: 與生物大分子的氨基反應的PEG試劑

PEG試劑	PEG修飾接枝
PEG-NHS	聚乙二醇羧酸的N-羥基琥珀酰亞胺 (NHS) 活性酯可以和賴氨酸的胺基團反應。該偶合反應只需要在溫和的反應條件，pH 7-9，低溫(5-25°C)下反應較短的時間。形成生理穩定的酰胺鍵。
PEG-Aldehyde	在硼氫化鈉和氰基硼氫化鈉等還原劑存在的條件下，伯胺通過還原性氨化生成仲胺。pH值對于還原氨化十分重要。聚乙二醇-醛是一種N-端基聚乙二醇修飾接枝很好的試劑。
PEG Epoxide	親核加成
PEG-Isothiocyanate	與胺反應生成穩定的硫脲。
PEG-COOH	通常該酸需要被激活，例如 NHS酯。
PEG-NPC	在合適的條件下，胺可以和NPC官能團修飾的PEG反應。
PEG-Acrylate	胺和丙烯酸酯的邁克爾加成反應，是相對較慢的反應。

羧基的PEG修飾:在偶聯劑，例如DCC(N,N'-二環己基碳二亞胺)和EDIC (N-(3-二甲氨丙基)-N'-乙基碳二亞胺，鹽酸鹽)存在的條件下， PEG試劑與羧酸反應

PEG試劑	PEG修飾接枝
PEG-Amine	在DCC或EDC偶合條件下反應生生成酰胺
PEG-Hydrazide	在弱酸性下經過EDIC激活，蛋白質的羧基基團可以很容易與PEG-酰肼反應，同時在此特別條件下，所有試劑的氨基基團保持非活動狀態。
PEG-Halide/sulfonate	PEG-鹵化物 (氯化物, 溴化物, 碘化物, 對甲苯磺酸酯和甲磺酸酯)和去質子化的羧基，即-COO^-鹽反應。

巰基的PEG修飾: 巰基的PEG修飾是針對生物分子的自由硫醇，例如半胱氨酸

PEG試劑	PEG修飾接枝
PEG-Maleimide	硫醇與C=C雙鍵在馬來酰亞胺環存在時，通過邁克爾加成生成生理穩定的鍵合。最佳的反應條件是pH 8。
PEG-OPSS	生成二硫化物 S-S鍵, 也可以通過硼氫化鈉和硫代乙醇胺等還原劑逆轉反應
PEG-Vinylsulfone	硫醇與C=C雙鍵在馬來酰亞胺環存在時，通過邁克爾加成生成生理穩定的化學鍵。
PEG-Thiol	形成氧化性的二硫化物S-S鍵
PEG-Halide	PEG-鹵化物 (氯化物, 溴化物, 碘化物, 對甲苯磺酸酯和甲磺酸酯)和自由硫醇。碘乙酸酯或碘乙酰胺對于自由硫醇的活性極強。

羥基的PEG修飾

PEG試劑	PEG修飾接枝
PEG-Isocyanate	羥基基團與PEG-NCO反應, 不過需要比較特殊的反應條件
PEG-NPC	羥基基團與NPC反應形成碳酸酯
PEG-Silane	硅烷特別適合與羥基化的表面反應
PEG-Epoxide	PEG-Epoxide與羥基基團反應的最好條件是 pH 8.5-9.5.

點擊化學的PEG修飾

PEG試劑	PEG修飾接枝
PEG-Azide PEG-Alkyne	疊氮化物與炔在銅催化劑存在下生成穩定的1,2,3-三氮唑環。稱為Huisgen 疊氮化物-炔環合加成

表面PEG修飾

PEG試劑	PEG修飾接枝
PEG-Thiol	PEG-Thiol可以和大多數貴金屬表面反應，例如金、銀等
PEG-Silane	PEG-Silane可以和羥基化表面反應，硅膠、玻璃、羥基化或酸激活的貴金屬表面，例如鉑、鈀等

聚合反應的PEG修飾: 在自由基引發劑、紫外照射或高溫下，PEG交聯劑能聚合形成凝膠、微粒或交聯網狀結構，用于藥物釋放和組織工程

PEG試劑	PEG修飾接枝
PEG-Thiol	多臂PEG-thiols能自交聯形成二硫鍵, 在適當的還原條件下可以逆向反應
PEG-Acrylate	雙臂或四臂PEG-丙烯酸酯, PEG-甲基丙烯酸酯或PEG-丙烯酰胺能交聯形成穩定C-C鍵

可逆的PEG修飾: 使用特定的PEG試劑發生可逆的PEG修飾，可以裂解鍵

PEG試劑	PEG修飾接枝
PEG-Hydrazide	PEG-酰肼可與羰基(酮或醛)反應生成酰腙，在酸性條件下容易水解
PEG-Thiol	PEG-S-S-PEG 二硫鍵可以在適當的還原劑裂解