聚乙二醇修饰剂(PEG)的一般共轭反应——聚乙二醇酸(PEG-COOH)
聚乙二醇(PEG)修饰剂是化学官能化聚乙二醇的载体,由于其水溶性和非免疫原性,在科学研究领域被广泛应用于化学耦合、药物递送、纳米粒子功能化修饰、化学生物学以及生物标记等,其强大的功能性引起了人们强烈的研究兴趣,接下来将为大家一一展示9种常见的聚乙二醇修饰剂的一般共轭反应。
聚乙二醇酸(PEG-COOH)
简介
PEG酸是一类在一端含有羧酸基团,并在另一端含有羟基、叠氮基、氨基、马来酰亚胺或三键的PEG化合物。这些大分子具有确定的分子量和链长,可用于修饰含有胺基的蛋白质或表面,例如量子点、自组装单分子层和磁性颗粒。利用这类PEG修饰剂所形成的分子空隙可实现固体表面的功能化,并且能够显著降低其与非特异性蛋白质的结合。
反应条件1:a)EDC、NHS、DMF或CH2Cl2;b)R-NH2 反应条件
反应条件2:a)0.5 mM MES缓冲液(pH 4.5)、EDC、NHS;b)R-NH2
产品信息
注意:部分产品收到后需要在-20 °C下干燥存储。
1)大多数聚乙二醇酸是难以称重、转移的黏稠低熔点固体,为便于处理,请将试剂溶解在二甲亚砜(DMSO)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中制成储备溶液;
2)将未使用的预制溶液储存在-20°C的环境中,打开前将试剂瓶平衡至室温,避免水分凝结;为了尽量减少溶液暴露在空气中,请将储备溶液始终保持在惰性气体(如氩气或氮气)下,用隔膜覆盖溶液,并使用注射器进行转移;
3)如果PEG酸是用于表面结合和进一步的蛋白质负载的,反应中试剂与表面基元的比例会影响可用于下一步修饰的羧酸残基的数量,可以通过实验优化反应物的投料比以获得特定应用所需的修饰数量;
4)缓冲液要选择pH 7-9不含胺组分的,例如PBS(20 mM磷酸钠、150 mM氯化钠,pH=7.4);100mM的碳酸盐/碳酸氢盐或50 mM硼酸盐,不要使用含有伯胺的缓冲液,例如Tris或甘氨酸,它们会参与酰化反应,影响目标产物的获取。
额外所需的试剂/耗材
1)与水混溶的有机溶剂(经分子筛处理),如DMSO或DMF;
2)用于转移试剂储备溶液的小容量、无芯注射器,确保溶液最大限度地减少暴露于空气中;
3)PBS磷酸盐缓冲液,其中:PBS(20mM磷酸钠、0.15 M 氯化钠,pH=7.2)或其他非胺、单对无硫的缓冲液;
4)MES缓冲液:MES 缓冲盐溶液(0.1 M MES、0.5 M氯化钠,pH=6.0或0.1 M MES、0.9%氯化钠,pH=4.7);
5)EDC•HCl;
6)NHS;
7)盐酸羟胺。
实验步骤(有机溶剂法)
将PEG酸(1 mmol)溶解在干燥的CH2Cl2(1.5 mL)中,依次加入溶解于0.5 mL 干燥CH2Cl2中的EDC•HCl'(2.0 mmol)和溶解于10 μL DMSO中的NHS(2.0 mmol);将溶液在室温下搅拌 30 分钟,随后添加NH2-R'(1.5 mmol)溶解到溶液中;添加DIPEA(1.5 mmol)并在室温下搅拌反应1小时;该反应可以通过闪蒸R18分离得到纯化合物。
实验步骤(水溶液法)
1)开瓶前将 PEG 酸试剂平衡至室温;
2)将100 mg 的酸试剂溶解在所需量的DMF或DMSO中来制备储备溶液,按照产品信息手册的部分及时关上试剂瓶盖,并按指南储存和处理剩余溶液;
3)在PBS缓冲液中准备适量的基体表面或蛋白质;
4)PEG修饰剂上的羧酸基团可以通过在少量的缓冲液B中加入适量的EDC和 NHS到改性表面并在室温下反应15 分钟来激活,同时为获得最佳的实验结果,需要维持反应中pH值保持在5-6之间;
注意:EDC与NHS的激活反应在pH=4.5-7.2时最为有效;NHS活化分子与伯胺的反应则在pH=7-8时最为有效;
5)将在PBS缓冲液中制备的所需含胺底物添加到活化的表面,室温下反应2小时;为了达到最佳的反应效率,在加入含胺底物前,用PBS缓冲液将反应溶液的整体pH提高到7.2-7.5
6)加入羟胺或其他含胺的缓冲液可使共轭反应淬火,羟胺会水解未反应的NHS。其他可淬灭反应的化合物包括三磷酸、赖氨酸、甘氨酸和乙醇胺,同时这些含有伯胺的化合物都会与羧酸基团发生反应。