DBCO-TCO,全称为 Dibenzocyclooctyne-trans-Cyclooctene,是一种将两种经典生物正交化学官能团——二苯并环辛炔(DBCO) 与 反式环辛烯(TCO) 融合在同一分子中的双功能交联试剂。
DBCO 是应对叠氮基团的应力促进型炔基化学(SPAAC)反应中的核心组分,而 TCO 则是快速反应与四嗪(Tetrazine)的反应核心,是“反式二烯-四嗪点击反应”(IEDDA)的关键成员。因此,DBCO-TCO 可以在不需要催化剂的条件下分别与叠氮和四嗪基团发生快速、选择性且高效的点击反应,是构建多功能生物探针、分子装配系统、药物递送系统和成像探针的理想双功能链接体。
化学反应特点
1. DBCO 与叠氮的 SPAAC 反应
属于应力促进型点击反应(Strain-Promoted Azide-Alkyne Cycloaddition)
可在温和的水相、生理条件下反应
无需 Cu(I) 催化剂,避免金属离子对细胞和蛋白质的毒性
与叠氮修饰的蛋白、寡核苷酸、糖类、脂质等快速共价连接
生成稳定的三氮唑环产物
2. TCO 与四嗪的 IEDDA 反应
反应快(速率常数可高达10⁶ M⁻¹s⁻¹)
属于逆电子需求的Diels-Alder反应
与四嗪基团反应时快速释放活性产物(若有),常用于“点击释放”策略
适合用于活体标记和药物释放系统
应用领域
1. 双靶标标记与交联
由于 DBCO-TCO 分子中具有两个可分别与叠氮与四嗪反应的基团,它可以作为两个分子之间的桥梁。例如,可以将一个叠氮修饰的蛋白质与一个四嗪修饰的探针或载体偶联,从而构建功能复杂的生物材料。
2. 构建多功能纳米药物载体
在靶向药物递送中,DBCO-TCO 可用于将叠氮化的肿瘤靶向配体与四嗪修饰的药物或成像剂偶联,实现高选择性的组织定位和药效递送。
3. 生物成像探针开发
可用于制备双模态或多模态成像探针,分别标记两个不同的靶点或信号组分,实现高灵敏度活体成像。
4. “点击释放”策略中的连接子
当 TCO 端连接某些可释放官能团时,四嗪点击可诱导释放小分子药物、荧光团等,应用于光敏释放或时间控制释放体系。
5. 组织化学与细胞标记
在细胞标记中,DBCO-TCO 可分别与细胞表面叠氮探针或胞内四嗪分子反应,实现多位点标记或控制标记顺序。
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