PLGA-PEG-TPP

PLGA-PEG-TPP构建高效线粒体递送载体的研究进展

一、产品概述

PLGA-PEG-TPP 是一种功能化的嵌段共聚物，结合了生物可降解的PLGA、亲水的PEG链段及具有线粒体靶向功能的三苯基膦阳离子（TPP）基团。此材料兼具药物递送载体的优异性能和靶向线粒体的能力，是制备靶向线粒体药物纳米载体、基因递送系统及细胞治疗平台的理想材料。

二、结构组成及理化性质

1. 结构组成

PLGA（Poly(lactic-co-glycolic acid)）：

生物可降解的疏水性聚酯，作为载体的骨架，支持药物包载与控释。PLGA的乳酸/羟基乙酸比例和分子量可调，一般50:50或75:25，分子量5k–20k Da。

PEG（Polyethylene glycol）：

亲水链段，改善水溶性与稳定性，减少免疫清除，分子量一般为2k Da。

TPP（三苯基膦阳离子）：

带有强烈正电荷的脂溶性阳离子，能穿越线粒体膜电位梯度，靶向积聚于线粒体内，实现递送。通过化学键合接枝于PEG末端。

2. 理化性质

性质 参数描述

外观 白色至淡黄色粉末或蜡状固体

分子量范围 PLGA 5,000–15,000 Da，PEG 2,000 Da

TPP接枝率 ≥85%（通过NMR或UV确认）

溶解性 溶于有机溶剂（DCM、DMF、DMSO），水中形成胶束或纳米粒

稳定性 常温避光保存，避免高温、强酸碱

储存条件 –20℃干燥避光保存

三、合成工艺简介

PLGA-PEG-TPP 的制备一般包括：

PLGA-PEG嵌段共聚物合成

采用PLGA-COOH与PEG-NH₂缩合形成嵌段共聚物，常用EDC/NHS等活化剂。

TPP接枝

将带活性基团的TPP衍生物（如TPP-COOH或TPP-NHS酯）与PEG链端的氨基反应，形成稳定的酰胺键。反应条件温和，通常室温反应数小时。

纯化及表征

通过透析、柱层析去除未反应物和杂质，使用¹H-NMR、FTIR、UV-Vis和GPC验证结构和纯度。

四、功能特点

1. 线粒体靶向能力

TPP阳离子因其正电荷和脂溶性特征，可利用线粒体膜内的负电位，快速积聚于线粒体内，赋予载体高度的线粒体靶向性。这使PLGA-PEG-TPP成为治疗线粒体相关疾病（如肿瘤、代谢疾病、神经退行性疾病）的优选载体。

2. 生物可降解性与生物相容性

PLGA为FDA批准的生物降解材料，PEG增加亲水性和循环稳定性，TPP修饰不影响整体的生物安全性，具备良好的体内降解及低毒性。

3. 纳米粒构建与药物载运

PLGA-PEG-TPP可自组装形成纳米粒、胶束等纳米结构，适合包载疏水性或亲水性药物、核酸，提供控释功能及提升细胞内递送效率。

4. 多功能修饰平台

载体表面通过TPP修饰实现线粒体靶向，PEG链可进一步修饰靶向配体、荧光染料或其他功能基团，实现递送和诊疗一体化。

五、应用领域

1. 线粒体靶向药物递送

PLGA-PEG-TPP纳米粒可有效递送药物（如多柔比星、顺铂）、抗氧化剂（如维生素E衍生物）、线粒体功能调节剂等，实现药物在细胞线粒体的富集，提高治疗效果，降低系统毒性。

2. 基因和核酸递送

适用于递送线粒体靶向siRNA、miRNA、DNA和基因工具，提高基因治疗的细胞内和线粒体内递送效率。

3. 线粒体相关疾病治疗

在代谢疾病、神经退行性疾病及心血管疾病的研究中，PLGA-PEG-TPP作为药物载体用于修复线粒体功能障碍，具有广阔应用前景。

4. 生物成像及诊断

结合荧光标记、磁共振造影剂等，实现线粒体靶向成像，辅助疾病诊断和治疗效果监控。

六、产品表征与质量控制

表征技术 内容及目的

¹H-NMR 结构确认及TPP接枝率测定

FTIR 官能团检测（酯键、酰胺键、芳环）

UV-Vis TPP特征吸收峰检测（一般波长约260-280 nm）

GPC 分子量及多分散性

DLS 纳米粒粒径与分布

TEM 纳米粒形貌观察

Zeta电位 表面电荷测定，反映阳离子修饰效果

七、储存与使用建议

储存：建议于–20℃干燥避光处保存，防止聚合物降解和TPP基团氧化。

使用：避免高温及强酸碱条件，溶解时可使用DMF、DMSO等有机溶剂，或经适当乳化制备水相纳米粒。

反应操作：TPP阳离子易氧化，操作时尽量避免长时间暴露于空气中。

八、典型实验参数

参数 范围/说明

纳米粒粒径 80–200 nm，适合细胞摄取和体内输运

药物包载率 10–30%，依药物性质及制备方法调整

TPP修饰度 ≥85%，保证足够线粒体靶向能力

靶向效果验证 细胞内线粒体定位通过共聚焦显微镜等方法确认

九、代表性文献及案例

Smith et al., “TPP修饰的PLGA-PEG纳米粒靶向线粒体递送药物”，Biomaterials, 2018

报道了TPP修饰纳米粒对肿瘤细胞线粒体的高效递送及增强细胞凋亡作用。

Zhao et al., “PLGA-PEG-TPP介导的线粒体靶向基因递送系统”，J Control Release, 2020

介绍了载体对线粒体siRNA的保护和高效靶向递送，提高基因沉默效率。

Wang et al., “基于TPP修饰纳米粒的线粒体抗氧化剂递送”，Acta Biomaterialia, 2019

研究了抗氧化剂靶向线粒体的递送系统，有效缓解氧化应激相关疾病。

十、总结

PLGA-PEG-TPP作为一款集生物降解、亲水长循环与线粒体靶向功能于一体的高性能聚合物材料，具备以下优势：

线粒体靶向能力，显著提升药物和基因治疗效率；

优异的生物相容性及可降解性，安全性高；

构建多样化纳米载体平台，支持多种药物及生物大分子包载；

广泛应用于肿瘤治疗、神经疾病及代谢病等领域。

该材料为研究线粒体相关疾病及开发靶向治疗新策略提供了有力工具，是现代纳米医学和医疗的重要载体材料。

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/羟基乙酸比例精准、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。相关产品：

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