DSPE-PEG-NH2的核磁共振谱分析(NMR分析)
描述:
DSPE-PEG-NH₂(1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[amino(polyethylene glycol)]) 是一种两亲性磷脂-聚乙二醇(PEG)衍生物,广泛用于纳米药物递送系统、脂质体、聚合物胶束和靶向载体的制备。其结构由三部分组成:疏水性的双十八烷酰脂肪链(DSPE)、亲水性的聚乙二醇链段(PEG)以及末端的伯胺(-NH₂)功能基团。
核磁共振氢谱(¹H-NMR)是分析该分子结构完整性与纯度的重要手段。以下从其结构特点出发,对¹H-NMR谱图的各个信号进行解析。
一、核磁测试条件
溶剂:常用 CDCl₃ 或 DMSO-d₆,根据PEG链的溶解性不同而选择。若氨基修饰端易与溶剂形成氢键,推荐使用DMSO-d₆。
仪器频率:400 MHz 或 500 MHz 核磁共振仪。
测试温度:室温或适当升温以提高溶解性。
二、¹H-NMR主要特征峰解析
1. DSPE部分(疏水双脂肪链)
CH₃(甲基)端:
δ = 0.88 ppm(多重峰,6H),对应两个C18脂肪酸链末端的甲基信号。
(CH₂)n(亚甲基)长链:
δ = 1.20–1.40 ppm(宽多重峰,~60H),对应脂肪链上重复的亚甲基。
CH₂-C=O(酰基邻近亚甲基):
δ = 2.25–2.35 ppm(多重峰,4H),为连接酰基的α-CH₂。
甘油骨架的CH, CH₂:
δ = 3.60–4.30 ppm(多重峰),代表甘油上的氢信号,包括位于磷酸根连接点上的CH。
2. PEG链部分(亲水主链)
重复单元(-CH₂CH₂O-)中的CH₂:
δ = 3.50–3.70 ppm(宽大多重峰),为PEG主链亚甲基的典型信号。
3. 连接磷脂和PEG的乙醇胺结构(-CH₂CH₂-NH₂)
δ = 2.90–3.10 ppm(多重峰),为与氨基连接的两个CH₂的信号。该区域也可能部分与PEG链段重叠。
4. 氨基端基(-NH₂)
δ = 1.00–2.50 ppm 之间可出现较弱或宽的信号(通常在D₂O中消失),表明伯胺氢的存在,具体取决于溶剂和测试条件。
若使用DMSO-d₆作为溶剂,在δ = 4–6 ppm之间可能出现氢键作用增强的NH₂信号。
核磁图谱:
三、碳谱(¹³C-NMR)可补充验证(选测)
¹³C-NMR 可辅助确认PEG链、脂肪酸链和磷酸酯连接部位的碳信号。典型位置如下:
脂肪酸链碳原子:δ = 14(CH₃),22–34(CH₂)ppm
酰基C=O:δ = 173–175 ppm
PEG链碳:δ = 70–73 ppm(-CH₂CH₂O-)
NH₂邻近的CH₂:δ = 40–45 ppm
四、氘交换实验与功能基确认
使用D₂O或加入少量D₂O进行氘交换实验,可确认-NH₂氢是否参与氢键或是否存在(消失代表交换成功)。此方法常用于进一步判断末端官能团修饰是否成功。
重要检测:
文献核磁