中文名称:DSPE-聚乙二醇-降冰片烯
英文名称:DSPE-PEG-Norbornene
系统命名:1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-聚乙二醇-5-降冰片烯-2-甲酰胺
分子结构特征:分子包含DSPE磷脂锚(C38H74NO8P)、柔性PEG链((C2H4O)n)和降冰片烯末端基团(C7H9NO)。降冰片烯的五元双环结构提供高张力双键,使其成为高效的点击化学反应位点。
本品为浅黄色固体(因降冰片烯基团可能略有颜色),可溶于氯仿、DMSO等有机溶剂,在水溶液中自组装形成纳米结构。降冰片烯基团在270-280 nm有特征吸收。热稳定性良好,可在-20°C长期保存。PEG链长度可调(通常为2000-3400 Da),适应不同空间需求。
双反应性:降冰片烯既可参与硫醇-烯点击化学(光引发),也可与四嗪发生IEDDA反应,提供灵活的偶联策略。
空间位阻小:相比大体积四嗪,降冰片烯结构紧凑,更易接近反应位点。
正交反应兼容:与铜催化点击化学、巯基反应等互不干扰,适合多组分标记。
光控能力:硫醇-烯反应可通过光照精确控制时空反应。
反应机制:
IEDDA路径:降冰片烯作为双烯体与四嗪类化合物反应,生成稳定的氮桥环加成产物。
硫醇-烯路径:在光引发剂(如I2959)和365 nm光照下,与硫醇化合物进行自由基加成。
实验设计示例:
细胞外基质模拟:将DSPE-PEG-Norbornene嵌入干细胞膜,再与四嗪修饰的透明质酸通过IEDDA反应在细胞表面形成仿生涂层,调控细胞分化。
动态组装系统:利用降冰片烯的双重反应性,先通过光控硫醇-烯反应固定初步结构,再通过四嗪偶联引入功能分子,实现时空可控的纳米组装。
组织工程:构建生物活性支架,通过点击化学原位固定生长因子或细胞粘附肽。
蛋白质修饰:温和条件下实现膜蛋白的特异性标记,保持蛋白质活性。
药物控释系统:开发光响应型脂质体,通过光照触发降冰片烯-硫醇反应,实现药物定点释放。
生物传感器:构建细胞膜传感器,通过降冰片烯偶联将信号分子锚定在细胞表面,实时监测细胞外微环境变化。
新型前体设计:将降冰片烯替换为更具张力的双环[6.1.0]壬炔(BCN),可进一步提高反应速率。开发氧化响应型降冰片烯衍生物,实现在肿瘤高ROS环境下的选择性反应。结合微流控技术,实现基于点击化学的单细胞表面工程。