mPEG5K-PAE10K(甲氧基聚乙二醇-聚酯胺)
mPEG5K-PAE10K 是一种两亲性嵌段共聚物,由亲水性的mPEG(5000 Da)与疏水性聚酯胺PAE(10000 Da)组成。mPEG 提供良好的生物相容性与长循环能力,PAE 段则具备pH响应性和可生物降解性。该共聚物可自组装成纳米粒,用于封装疏水药物或核酸,在酸性环境(如肿瘤组织)下实现智能释放。常用于药物递送、基因转染载体、纳米成像探针等领域。具备低毒性、高封装率和良好的稳定性,是智能纳米材料研究的重要组成部分。
一、基本信息
中文名称:甲氧基聚乙二醇-聚酯胺嵌段共聚物
英文名称:mPEG5K-PAE10K
别名:mPEG-PAE 共聚物、mPEG-b-PAE、mPEG₅₀₀₀-聚酯胺₁₀₀₀₀
类型:两亲性嵌段共聚物
组成结构:甲氧基聚乙二醇(mPEG₅₀₀₀)与聚酯胺(PAE₁₀₀₀₀)共聚形成的二嵌段共聚物
二、分子结构简介
mPEG5K-PAE10K 是一种典型的两亲性嵌段共聚物,由以下两部分组成:
1. 亲水段:mPEG5K(甲氧基聚乙二醇)
分子量约 5000 Da;
末端为甲氧基封端,提供良好水溶性、生物相容性与长循环性能;
起到疏水聚合物包覆与亲水外壳的作用。
2. 疏水段:PAE10K(聚酯胺,Poly(β-amino ester))
分子量约 10000 Da;
一种典型的pH响应性聚合物,在酸性微环境下容易质子化并释放药物;
含有酯键和叔胺基团,具备生物降解性与缓释功能;
通常由双丙烯酸酯类与含胺类小分子缩聚而成。
三、物化属性
项目 | 参数 |
分子量 | mPEG:5000 Da;PAE:10000 Da |
总分子量 | 约 15000 Da |
分子结构 | 线性 AB 型嵌段共聚物 |
外观 | 白色或类白色固体粉末 |
溶解性 | 溶于 DMSO、DMF、THF、乙醇等有机溶剂,部分可分散于水 |
pH 响应性 | PAE段在 pH < 6.5 时呈阳离子性,具备酸性环境下药物释放功能 |
药物封装能力 | 可自组装形成核壳结构纳米粒,用于疏水药物负载 |
稳定性 | 常温避光下数周稳定,溶液需低温分装储存 |
四、制备方法概述
1. 聚合过程:
PAE 通过 Michael 加成缩聚(例如 1,4-丁二醇二丙烯酸 + N,N-二乙基乙二胺)形成;
末端酯基与 mPEG-OH 或 mPEG-NH₂ 发生酯化或酰胺化反应形成共聚物。
2. 纯化方法:
用二氯甲烷/甲醇沉淀;
或透析去除低聚物与单体残留;
*后冷冻干燥得到纯净共聚物。
五、典型应用方向
1. 纳米药物递送系统
可自组装形成纳米粒(粒径 50–150 nm);
药物负载能力高,释放速度受pH环境调控;
广泛应用于*癌药物如多柔比星(DOX)、紫杉醇(PTX)递送。
2. 基因/siRNA递送
PAE 的阳离子性结构可与DNA/RNA复合;
在肿瘤酸性微环境下促进核酸释放,增强转染效率;
可用于肿瘤靶向siRNA投递。
3. 组织工程与材料表面修饰
mPEG 增强生物相容性、抑制非特异性蛋白吸附;
PAE 可赋予材料pH响应性和可降解性,用于构建可控释放涂层或水凝胶。
六、优点总结
✅ 亲水性 + 疏水性嵌段,利于自组装纳米粒;
✅ pH响应释放机制,适合肿瘤/炎症微环境;
✅ PEG修饰延长循环时间、降低免疫清除;
✅ PAE段可降解、低毒性,较聚乙烯亚胺(PEI)更安全;
✅ 可根据需要进一步修饰活性分子,如FA、RGD、抗体等靶向配体。
七、中文文献实例引用
1. 《中国科学:化学》,2020
利用 mPEG-PAE 载体递送 DOX,展示其在肿瘤酸性环境下的智能释药行为,显著提升药效并降低毒副作用。
2. 《药物输送》,2022
构建 mPEG5K-PAE10K 载体包封 siRNA,pH < 6.5 下有效释放,增强转染效率,用于乳腺癌基因治疗模型。
3. 《生物材料学报》,2021
使用 mPEG-PAE 作为涂层修饰纳米磁珠,提高其在血液系统中稳定性并实现酸敏感控制释放。
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