DMG-PEG2000-磷脂酰丝氨酸的合成与应用

1. 引言

DMG-PEG2000-磷脂酰丝氨酸（DMG-PEG2000-PS）是一种将二肉豆蔻酰甘油（DMG）结构、聚乙二醇（PEG）链段以及磷脂酰丝氨酸（PS）性头基整合在同一分子上的功能化磷脂分子。这类结构既具备脂质双层亲脂锚定能力，又拥有亲水性PEG外壳以及特定的生物识别功能，在纳米药物递送体系、长循环脂质体、靶向性纳米颗粒以及免疫调节材料中具有广泛应用价值。

DMG 部分提供稳定的脂质膜锚定位，PEG2000 提供亲水性空间位阻以减少蛋白吸附和 RES 清除，而磷脂酰丝氨酸则参与生物信号传递、细胞识别与凋亡调控。这种三元组合的分子可用于构建表面功能化的纳米药物载体，实现长循环与主动靶向的协同。

2. 分子结构与设计原理

DMG-PEG2000-PS 主要包含三部分结构：

二肉豆蔻酰甘油（DMG）疏水端

由两条 C14 饱和脂肪酸链通过酯键与甘油骨架连接。

具有较低的相变温度（Tm），有助于脂质体膜的流动性和稳定性。

PEG2000 亲水链段

分子量约 2000 Da，长度适中，可在纳米载体表面形成约 2–3 nm 的水化层。

提供“隐形”效应，减少单核吞噬系统（MPS/RES）清除。

磷脂酰丝氨酸性头基（PS）

结构中含有磷酸基与丝氨酸残基。

在生物体内参与凋亡细胞识别，可与吞噬细胞表面的 PS 受体特异性结合，赋予免疫调节与靶向特性。

这种设计使 DMG-PEG2000-PS 同时具备 膜锚定—长循环—靶向识别 三重功能。

3. 合成路线

DMG-PEG2000-PS 的合成一般采用分步化学偶联法，主要包括以下步骤：

3.1 原料准备

DMG-PEG2000-NH2 或 DMG-PEG2000-OH（脂质-PEG 前体）

磷脂酰丝氨酸活性衍生物（如磷脂酰丝氨酸-NHS 酯或磷脂酰丝氨酸氯化物）

溶剂：无水氯仿、二氯甲烷（DCM）、二甲基甲酰胺（DMF）

缓冲剂：三乙胺（TEA）或 N,N-二异丙基乙胺（DIPEA）

脱水剂：无水硫酸钠

3.2 反应步骤

步骤 1：活化磷脂酰丝氨酸

将磷脂酰丝氨酸与 NHS（N-羟基琥珀酰亚胺）及 EDC（1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺）在无水 DMF 中反应，生成 PS-NHS 活性酯。

控制温度在 0–4 ℃，以减少副反应。

步骤 2：偶联 PEG-脂质与磷脂酰丝氨酸

将 DMG-PEG2000-NH2 溶于无水氯仿/DMF 混合溶剂中，缓慢加入 PS-NHS 溶液。

在室温或 25–30 ℃ 下搅拌反应 12–24 h。

反应机理为 PEG 端氨基与活化酯发生酰胺化反应。

步骤 3：纯化

采用透析（MWCO 3.5 kDa）去除小分子副产物。

或通过硅胶柱层析（氯仿/甲醇梯度洗脱）纯化。

终产物可冷冻干燥成浅黄色或白色固体粉末。

4. 结构表征

合成产物需进行多种表征以确认结构与纯度：

核磁共振氢谱（^1H NMR）

可观察到脂肪链甲基（0.85 ppm）、亚甲基（1.2–1.3 ppm）、甘油及 PEG 主链信号（3.5–3.7 ppm）、丝氨酸质子信号。

傅里叶红外光谱（FTIR）

1650 cm^-1 处的酰胺 I 吸收峰和 1550 cm^-1 处的酰胺 II 吸收峰确认酰胺键形成。

质谱（MALDI-TOF MS）

检测整体分子量，与理论值匹配。

薄层色谱（TLC）

监测反应进程与产物纯度。

5. 应用领域

5.1 纳米药物递送

DMG-PEG2000-PS 常用于制备长循环脂质体、固体脂质纳米粒（SLN）以及聚合物-脂质杂化纳米粒，能够：

提供良好的血液循环稳定性；

通过 PS 介导的吞噬作用实现特定免疫细胞的靶向；

用于*肿瘤药物、基因药物、mRNA 疫苗递送。

5.2 免疫调节与*炎治疗

PS 可与巨噬细胞表面的 T cell immunoglobulin and mucin domain-containing molecule 4（TIM-4）等受体结合，诱导免疫耐受，减少炎症反应。该特性可应用于自身免疫病、移植排斥反应等的治疗研究。

5.3 生物成像与诊断

通过在 DMG-PEG2000-PS 表面进一步修饰荧光染料或放射性探针，可制备靶向成像剂，实现对炎症或凋亡区域的成像诊断。

5.4 联合靶向策略

DMG-PEG2000-PS 可与配体修饰 PEG 脂质（如 DSPE-PEG-*体/适配体）联合使用，实现双靶向：

PS 靶向免疫细胞

配体靶向肿瘤细胞或特定组织

6. 优势与挑战

优势

脂质膜锚定牢固，PEG 提供良好稳定性

具备天然生物识别功能

合成路线成熟，纯化方法可控

可与多种纳米制剂制备方法兼容（薄膜水化法、超声乳化法、微流控法）

挑战

PS 的化学活性较高，储存与反应条件需严格控制无水、低温

大规模生产中，偶联效率和纯度需优化

在复杂生物体系中，PS 介导的吞噬作用可能影响药物分布

7. 总结与展望

DMG-PEG2000-磷脂酰丝氨酸是一类兼具长循环保护与特异性免疫识别功能的功能化磷脂分子，在药物递送、免疫调节、分子影像等领域具有广泛的应用潜力。未来的研究可集中在以下方向：

优化合成方法，提高产率与偶联效率；

与多功能纳米平台结合，实现多模式治疗；

系统评估其在不同疾病模型中的体内分布与药效；

开发工业化生产工艺，推动临床转化。

凭借其独特的分子设计与生物功能，DMG-PEG2000-PS 有望在准医疗和纳米生物技术领域发挥重要作用。

厂家:西安齐岳生物科技有限公司

用途:科研

温馨提醒:仅供科研，不能用于人体实验!