PCL-PEG-MAL

PCL-PEG-MAL在構(gòu)建多功能納米遞送系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用

PCL-PEG-MAL（Polycaprolactone-block-Polyethylene glycol-Maleimide）產(chǎn)品信息介紹

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

PCL-PEG-MAL 是一種嵌段共聚物型功能高分子材料，由疏水性的聚己內(nèi)酯（Polycaprolactone, PCL）和親水性的聚乙二醇（Polyethylene glycol, PEG）通過化學(xué)方法連接而成，并在PEG末端引入一個(gè)馬來酰亞胺（Maleimide, MAL）官能團(tuán)。這一結(jié)構(gòu)使其既具備良好的生物可降解性和自組裝能力，又兼具生物正交反應(yīng)活性，廣泛應(yīng)用于藥物遞送、生物材料功能化、靶向系統(tǒng)構(gòu)建、診療一體化平臺(tái)開發(fā)等領(lǐng)域。

二、分子結(jié)構(gòu)組成

PCL-PEG-MAL 的基本結(jié)構(gòu)如下：

PCL–PEG–MAL

PCL：疏水聚己內(nèi)酯段，賦予自組裝能力和可控降解性；

PEG：親水聚乙二醇段，提升水溶性、生物相容性和循環(huán)時(shí)間；

MAL：馬來酰亞胺官能團(tuán)，可與巰基（–SH）快速、專一、穩(wěn)定地偶聯(lián)形成硫醚鍵。

常見分子量配置如：

PCL 2000–5000 Da

PEG 1000–5000 Da

具體可定制不同鏈長(zhǎng)及官能團(tuán)密度。

三、理化性質(zhì)

項(xiàng)目 描述或數(shù)值

分子結(jié)構(gòu) PCL–PEG–MAL

分子量范圍 常見 3k–10k Da

外觀 白色或淡黃色蠟狀固體

溶解性 可溶于THF、DMSO、DMF、氯仿、乙腈等

水溶性 PEG段越長(zhǎng)，水溶性越高

熔點(diǎn)（Tm） PCL段：~60°C；PEG段：~50–65°C

功能性端基 馬來酰亞胺（對(duì)–SH特異）

降解性 PCL段生物可降解

四、功能優(yōu)勢(shì)

? 生物可降解性強(qiáng)：PCL可被體內(nèi)酯酶水解為ε-己內(nèi)酯，適合構(gòu)建長(zhǎng)期降解型材料。

? 生物正交活性高：馬來酰亞胺（–MAL）與巰基（–SH）反應(yīng)迅速、選擇性強(qiáng)，常用于偶聯(lián)肽類、抗體、蛋白、藥物或其他修飾分子。

? 結(jié)構(gòu)可控：嵌段長(zhǎng)度、末端基團(tuán)、官能度可調(diào)控，適用于不同需求場(chǎng)景。

? 自組裝能力：PCL-PEG-MAL可在水相自組裝形成膠束或納米粒子，適合用于載藥或探針分裝。

? 良好相容性：PEG提高水分散性，降低非特異性蛋白吸附，延長(zhǎng)循環(huán)時(shí)間。

五、應(yīng)用方向

5.1 藥物遞送系統(tǒng)（Drug Delivery）

自組裝形成核心-殼層納米粒（micelles/nanoparticles），PCL段為藥物儲(chǔ)庫；

PEG殼層提供血液穩(wěn)定性；

MAL端可偶聯(lián)靶向配體（如cRGD、Herceptin片段）或示蹤探針（如FITC-SH、Cy5.5-SH）。

? 可用于疏水藥物如紫杉醇、環(huán)孢素、阿霉素等遞送；

? MAL修飾后可靶向特定腫瘤或細(xì)胞受體，提高治療效率。

5.2 納米探針和分子診斷

將 PCL-PEG-MAL 與含巰基的熒光分子、MRI探針、光熱探針等共價(jià)結(jié)合，構(gòu)建功能性納米探針；

實(shí)現(xiàn)靶向成像、診療一體、多模態(tài)成像等應(yīng)用。

5.3 生物材料表面修飾

PCL-PEG-MAL 涂層可用于修飾支架材料、金屬表面、納米粒、微球等；

MAL基團(tuán)可用于偶聯(lián)功能肽如RGD、IKVAV、YIGSR等，調(diào)控細(xì)胞粘附、生長(zhǎng)與分化；

應(yīng)用于組織工程支架、心血管支架、神經(jīng)導(dǎo)管、生物傳感器等。

5.4 多組分水凝膠構(gòu)建

PCL-PEG-MAL 與多巰基聚合物或蛋白質(zhì)交聯(lián)，構(gòu)建溫敏、光敏、水凝膠網(wǎng)絡(luò)；

用于藥物控釋、3D細(xì)胞培養(yǎng)、智能材料等。

六、常用偶聯(lián)條件（MAL與–SH）

項(xiàng)目 條件建議

溶液pH 6.5–7.5（中性微偏酸，避免MAL水解）

反應(yīng)時(shí)間 室溫下 1–4 小時(shí)即可

溶劑 水、PBS、HEPES 或 DMSO /水混合體系

注意事項(xiàng) 避免巰基氧化或MAL過量造成副反應(yīng)

七、制備與使用建議

溶解處理：使用前可在THF、DMSO等溶劑中溶解，可輔助溫?zé)幔?0–50°C）以加速溶解；

純化方式：點(diǎn)擊偶聯(lián)后常用透析（MWCO 3.5K–10K）去除未反應(yīng)物；

儲(chǔ)存條件：干燥、避光、–20°C保存，MAL結(jié)構(gòu)避免與水、胺、強(qiáng)堿反應(yīng)；

避免氧化：巰基偶聯(lián)實(shí)驗(yàn)前可加DTT或TCEP預(yù)處理清除氧化產(chǎn)物。

八、典型文獻(xiàn)應(yīng)用

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

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

→ 構(gòu)建 PCL-PEG-MAL 藥物膠束，并與cRGD肽偶聯(lián)，增強(qiáng)腫瘤靶向性。

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

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

→ 利用MAL與硫修飾藥物形成共價(jià)納米粒，實(shí)現(xiàn)協(xié)同遞送。

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

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

→ 通過MAL端偶聯(lián)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)肽促進(jìn)神經(jīng)支架材料的生物活性。

九、產(chǎn)品訂購信息（參考）

產(chǎn)品名稱 分子量（PCL/PEG） 官能團(tuán) 純度 形式

PCL-PEG-MAL 2k / 2k MAL >95% 固體 / 液體

PCL-PEG-MAL 5k / 5k MAL >95% 固體 / 液體

可定制：星型結(jié)構(gòu)、多官能PCL-PEG-MAL、PCL-PEG-MAL-FITC 等。

十、總結(jié)與前景

PCL-PEG-MAL 憑借其生物可降解性 + 自組裝能力 + 馬來酰亞胺生物正交活性，已成為功能性聚合物設(shè)計(jì)的重要模塊。該材料的廣泛適應(yīng)性和結(jié)構(gòu)可控性，為其在藥物遞送、生物標(biāo)記、靶向治療、智能材料、組織工程等前沿交叉領(lǐng)域提供了廣闊的應(yīng)用空間。

隨著免疫治療、納米疫苗、智能材料的發(fā)展，PCL-PEG-MAL作為可功能化的基礎(chǔ)骨架材料，將在新一代納米藥物和多功能生物材料設(shè)計(jì)中發(fā)揮越來越關(guān)鍵的作用。

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