PCL-PEG-MAL

PCL-PEG-MAL在构建多功能纳米递送系统中的关键作用

PCL-PEG-MAL（Polycaprolactone-block-Polyethylene glycol-Maleimide）产品信息介绍

一、产品简介

PCL-PEG-MAL 是一种嵌段共聚物型功能高分子材料，由疏水性的聚己内酯（Polycaprolactone, PCL）和亲水性的聚乙二醇（Polyethylene glycol, PEG）通过化学方法连接而成，并在PEG末端引入一个马来酰亚胺（Maleimide, MAL）官能团。这一结构使其既具备良好的生物可降解性和自组装能力，又兼具生物正交反应活性，广泛应用于药物递送、生物材料功能化、靶向系统构建、诊疗一体化平台开发等领域。

二、分子结构组成

PCL-PEG-MAL 的基本结构如下：

PCL–PEG–MAL

PCL：疏水聚己内酯段，赋予自组装能力和可控降解性；

PEG：亲水聚乙二醇段，提升水溶性、生物相容性和循环时间；

MAL：马来酰亚胺官能团，可与巯基（–SH）快速、专一、稳定地偶联形成硫醚键。

常见分子量配置如：

PCL 2000–5000 Da

PEG 1000–5000 Da

具体可定制不同链长及官能团密度。

三、理化性质

项目 描述或数值

分子结构 PCL–PEG–MAL

分子量范围 常见 3k–10k Da

外观 白色或淡黄色蜡状固体

溶解性 可溶于THF、DMSO、DMF、氯仿、乙腈等

水溶性 PEG段越长，水溶性越高

熔点（Tm） PCL段：~60°C；PEG段：~50–65°C

功能性端基 马来酰亚胺（对–SH特异）

降解性 PCL段生物可降解

四、功能优势

✅ 生物可降解性强：PCL可被体内酯酶水解为ε-己内酯，适合构建长期降解型材料。

✅ 生物正交活性高：马来酰亚胺（–MAL）与巯基（–SH）反应迅速、选择性强，常用于偶联肽类、抗体、蛋白、药物或其他修饰分子。

✅ 结构可控：嵌段长度、末端基团、官能度可调控，适用于不同需求场景。

✅ 自组装能力：PCL-PEG-MAL可在水相自组装形成胶束或纳米粒子，适合用于载药或探针分装。

✅ 良好相容性：PEG提高水分散性，降低非特异性蛋白吸附，延长循环时间。

五、应用方向

5.1 药物递送系统（Drug Delivery）

自组装形成核心-壳层纳米粒（micelles/nanoparticles），PCL段为药物储库；

PEG壳层提供血液稳定性；

MAL端可偶联靶向配体（如cRGD、Herceptin片段）或示踪探针（如FITC-SH、Cy5.5-SH）。

✅ 可用于疏水药物如紫杉醇、环孢素、阿霉素等递送；

✅ MAL修饰后可靶向特定肿瘤或细胞受体，提高治疗效率。

5.2 纳米探针和分子诊断

将 PCL-PEG-MAL 与含巯基的荧光分子、MRI探针、光热探针等共价结合，构建功能性纳米探针；

实现靶向成像、诊疗一体、多模态成像等应用。

5.3 生物材料表面修饰

PCL-PEG-MAL 涂层可用于修饰支架材料、金属表面、纳米粒、微球等；

MAL基团可用于偶联功能肽如RGD、IKVAV、YIGSR等，调控细胞粘附、生长与分化；

应用于组织工程支架、心血管支架、神经导管、生物传感器等。

5.4 多组分水凝胶构建

PCL-PEG-MAL 与多巯基聚合物或蛋白质交联，构建温敏、光敏、水凝胶网络；

用于药物控释、3D细胞培养、智能材料等。

六、常用偶联条件（MAL与–SH）

项目 条件建议

溶液pH 6.5–7.5（中性微偏酸，避免MAL水解）

反应时间 室温下 1–4 小时即可

溶剂 水、PBS、HEPES 或 DMSO /水混合体系

注意事项 避免巯基氧化或MAL过量造成副反应

七、制备与使用建议

溶解处理：使用前可在THF、DMSO等溶剂中溶解，可辅助温热（40–50°C）以加速溶解；

纯化方式：点击偶联后常用透析（MWCO 3.5K–10K）去除未反应物；

储存条件：干燥、避光、–20°C保存，MAL结构避免与水、胺、强碱反应；

避免氧化：巯基偶联实验前可加DTT或TCEP预处理清除氧化产物。

八、典型文献应用

“Functionalized PCL–PEG–MAL micelles for targeted chemotherapy”

J. Controlled Release, 2018, 286: 354–364

→ 构建 PCL-PEG-MAL 药物胶束，并与cRGD肽偶联，增强肿瘤靶向性。

“Self-assembled nanocarriers via thiol-MAL reaction for dual-drug delivery”

Biomacromolecules, 2020, 21(3): 1100–1112

→ 利用MAL与硫修饰药物形成共价纳米粒，实现协同递送。

“Multifunctional PCL–PEG–MAL scaffold for nerve regeneration”

ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13(4): 4967–4978

→ 通过MAL端偶联神经营养肽促进神经支架材料的生物活性。

九、产品订购信息（参考）

产品名称 分子量（PCL/PEG） 官能团 纯度 形式

PCL₂₀₀₀-PEG₂₀₀₀-MAL 2k / 2k MAL >95% 固体 / 液体

PCL₅₀₀₀-PEG₅₀₀₀-MAL 5k / 5k MAL >95% 固体 / 液体

可定制：星型结构、多官能PCL-PEG-MAL、PCL-PEG-MAL-FITC 等。

十、总结与前景

PCL-PEG-MAL 凭借其生物可降解性 + 自组装能力 + 马来酰亚胺生物正交活性，已成为功能性聚合物设计的重要模块。该材料的广泛适应性和结构可控性，为其在药物递送、生物标记、靶向治疗、智能材料、组织工程等前沿交叉领域提供了广阔的应用空间。

随着免疫治疗、纳米疫苗、智能材料的发展，PCL-PEG-MAL作为可功能化的基础骨架材料，将在新一代纳米药物和多功能生物材料设计中发挥越来越关键的作用。

西安齐岳生物科技有限公司专业提供高品质的PLGA（聚乳酸-羟基乙酸共聚物）、PLA（聚乳酸）及PCL（聚己内酯）等生物可降解高分子材料，广泛应用于药物控释载体、组织工程支架、微球制备、缓释注射剂、纳米颗粒等前沿生物医药和科研领域。公司产品具备分子量可控、乳酸/羟基乙酸比例、可按需功能化改性等特点，支持定制羧基（-COOH）、氨基（-NH₂）、巯基（-SH）等活性基团，满足不同实验或产业化应用需求。齐岳生物始终坚持质量为本、创新驱动，致力于为国内外科研院所和企业提供稳定、可靠的高分子材料解决方案。欢迎咨询订购或定制服务。

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