DP-PEG-NHS,全称为 双磷酸聚乙二醇-N-羟基琥珀酰亚胺酯(Diphosphate-Polyethylene Glycol-NHS ester),是一种功能化聚乙二醇衍生物,具有高度的水溶性和化学活性,广泛用于表面修饰、材料功能化以及生物分子偶联等领域。其结构特征主要包括三个部分:一端为 双磷酸基团(DP),中间为可控长度的 聚乙二醇(PEG)链,另一端为 N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活性酯。
构造与药剂学性双磷酸基团(DP):
双磷酸基团具有较强的亲骨结合能力,尤其能够与金属氧化物表面(如羟基化钙、铁、二氧化硅)形成稳定配位结合。这一特性使 DP-PEG-NHS 可用于矿物表面修饰、骨靶向材料制备以及纳米颗粒功能化。DP 的存在还能够提高分子在水相中的稳定性和生物相容性。
聚乙二醇(PEG)链:
PEG 作为柔性高分子链,能够显著提高分子的水溶性、降低非特异性吸附和免疫识别,从而增强材料或分子的生物相容性。PEG 链的长度可调控,通常从几百道尔顿到几千道尔顿不等,以满足不同应用对空间阻隔和分子柔性的需求。
NHS 活性酯端(N-Hydroxysuccinimide ester):
NHS 活性酯是一种常用的胺基活化化学基团,可与一线胺基(如蛋白质、肽链或其他含氨基的分子)快速、特异性地发生共价偶联反应。反应条件温和,通常在 pH 7–9 的缓冲液中进行,形成稳定的酰胺键,从而实现 PEG 链与目标分子的共价连接。NHS 活性酯的引入,使 DP-PEG-NHS 能够同时具备表面结合能力和生物分子偶联能力。
纳米材料表面修饰
DP-PEG-NHS 可用于纳米颗粒(如金属氧化物纳米颗粒、量子点、钙磷纳米颗粒)表面修饰。双磷酸基团与金属表面牢固结合,而 PEG 链提供水溶性和生物惰性表面,有助于提高纳米颗粒的稳定性和分散性,并降低非特异性蛋白吸附。
生物分子偶联
NHS 活性酯端可与蛋白质、肽或其他含氨基的生物分子进行共价连接。通过这种方式,可制备功能化 PEG 修饰蛋白质、靶向配体或药物载体,实现多功能纳米载体或表面修饰分子。
生物医学材料
DP-PEG-NHS 常用于骨相关材料、组织工程支架以及药物递送系统的表面修饰。双磷酸基团可实现矿物靶向,而 PEG 链可提高体内循环时间和生物兼容性,从而提高材料在生物体系中的稳定性和功能性。
传感器与诊断应用
通过 DP-PEG-NHS,可在传感器表面或诊断芯片上固定生物分子,如抗体或受体,实现特异性分子识别。同时,PEG 链有助于减少非特异性背景,提高信号的灵敏度和选择性。