聚乙二醇化试剂选择指南

聚乙二醇化试剂选择指南

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、颗粒和表面)之间形成共价键的化学过程。由于不同底物活性位点的差异,不同官能团的聚乙二醇化需要不同的聚乙二醇试剂。下面列出了文献中报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:与生物大分子的氨基反应的PEG试剂
 

聚乙二醇试剂 聚乙二醇化接枝
聚乙二醇NHS 聚乙二醇羧酸的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活性酯可以与赖氨酸的胺基反应。偶联反应仅需较短的反应时间,反应条件温和,pH 7-9,低温(5-25℃)。形成生理稳定的酰胺键。
聚乙二醇醛 在还原剂如氰基硼氢hua钠的存在下,通过还原胺化将伯胺转化为仲胺。 pH 对于还原胺化很重要。 PEG-醛是一种非常好的N端聚乙二醇化接枝试剂。
聚乙二醇环氧化物 亲核加成
聚乙二醇异硫氰酸酯 与胺反应生成稳定的硫脲。
聚乙二醇 通常酸需要被活化,例如 NHS 酯。
聚乙二醇NPC 在合适的条件下,胺可以与NPC官能化的PEG反应。
聚乙二醇丙烯酸酯 胺和丙烯酸酯的迈克尔加成反应是一个相对缓慢的反应。

 











2.羧基的聚


乙二醇化 PEG试剂在偶联剂如DCC(N,N'-二环己基碳二亚胺)和EDIC(1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺,盐酸盐)存在下与羧酸反应。
 

聚乙二醇试剂 聚乙二醇化接枝
聚乙二醇胺 在 DCC 或 EDC 偶联条件下形成酰胺。
聚乙二醇酰肼 在弱酸性下被 EDIC 激活后,蛋白质的羧基很容易与 PEG-酰肼反应,而在这种特定条件下,所有试剂的氨基均保持不活泼状态。
PEG-卤化物/磺酸盐 PEG-卤化物(氯化物、溴化物、碘化物、对甲苯磺酸盐和甲磺酸盐)与去质子化的羧基(即-COO-盐)反应。

 







3. 硫醇基团的聚乙二醇化:基于硫醇的聚乙二醇化是生物分子的游离硫醇,例如半胱氨酸

 

聚乙二醇试剂 聚乙二醇化接枝
PEG-马来酰亚胺 硫醇和C=C双键在马来酰亚胺环存在下通过迈克尔加成形成生理学稳定的键。最佳反应条件为pH 8。
聚乙二醇OPSS 生成二硫SS键。该反应也可以通过还原剂如硫代乙醇胺来逆转。
PEG-乙烯基砜 硫醇和C=C双键在马来酰亚胺环存在下通过迈克尔加成形成生理稳定的化学键。
聚乙二醇硫醇 生成二硫SS键的氧化物。
聚乙二醇卤化物 PEG-卤化物(氯化物、溴化物、碘化物、对甲苯磺酸盐和甲磺酸盐)和游离硫醇。碘乙酸盐或碘乙酰胺对游离硫醇非常有效。

 











4. 羟基的聚乙二醇化 
 

聚乙二醇试剂 聚乙二醇化接枝
聚乙二醇异氰酸酯 羟基与PEG-NCO反应,但需要特殊的反应条件。
聚乙二醇NPC 羟基与NPC反应形成碳酸酯。
聚乙二醇硅烷 硅烷特别适合与羟基化表面反应。
聚乙二醇环氧化物 PEG-环氧化物与羟基反应的最佳条件是pH 8.5-9.5。

 





5.点击化学的聚乙二醇化
 

聚乙二醇试剂 聚乙二醇化接枝
PEG-叠氮化物
PEG-炔烃
叠氮化物和炔烃在铜催化剂存在下形成稳定的1,2,3-三唑环。它被称为Huisgen叠氮化物-炔环加成。
聚乙二醇BCN BCN 试剂(双环[6.1.0]壬炔)可以通过无铜点击化学与叠氮标记分子或生物分子发生反应。
聚乙二醇-DBCO DBCO(二苯并环辛炔)试剂是应变促进的叠氮化炔环加成 (SPAAC) 中反应性强的环炔之一,可实现无铜点击化学。
聚乙二醇TCO TCO 试剂(反式环辛烯试剂)可用于通过无铜点击化学标记抗体、蛋白质和其他大分子。
聚乙二醇四嗪 发现四嗪与反式环辛烯(TCO)作为亲二烯体的生物正交反应动力学最快。与甲基四嗪相比,四嗪的化学稳定性较低。

 












6. 表面聚乙二醇化
 

聚乙二醇试剂 聚乙二醇化接枝
聚乙二醇硫醇 PEG-硫醇可与大多数贵金属表面发生反应,例如金、银等。
聚乙二醇硅烷 PEG-硅烷可以与羟基化表面反应,例如硅胶、玻璃、羟基化或酸活化的贵金属表面(例如铂、钯等)。

 




7. 聚合的聚乙二醇化
 

聚乙二醇试剂 聚乙二醇化接枝
聚乙二醇硫醇 多臂PEG-硫醇可以自交联形成二硫键,在适当的还原条件下可以逆转。
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-丙烯酰胺可以交联形成稳定的CC键

 





8. 可逆聚乙二醇化

聚乙二醇试剂 聚乙二醇化接枝
聚乙二醇酰肼 PEG-酰肼可以与羰基(酮或醛)反应形成酰肼,在酸性条件下很容易水解。
聚乙二醇硫醇 PEG-SS-PEG二硫键可以通过合适的还原剂裂解。

 




免责声明:以上信息仅作为聚乙二醇化试剂选择的一般指导。具体的PEG化接枝工艺请参考文献并自行判断。