一、基本定义与化学结构

DSG-PEG-NH₂，中文全称为二硬脂酰甘油-聚乙二醇-氨基，是一种精心设计的两亲性嵌段共聚物。其分子结构由三部分组成：

1. 疏水端：二硬脂酰甘油（DSG）——两个长链硬脂酸（C18）通过甘油骨架连接，提供强疏水性

2. 亲水链接段：聚乙二醇（PEG）——可调节长度（通常n=500-5000 Da），形成水合保护层

3. 功能端基：氨基（-NH₂）——高反应性官能团，便于后续化学修饰

分子通式可表示为：C₃₈H₇₆O₅-(C₂H₄O)n-NH₂，其中n决定PEG链长度。

二、物理化学特性

1. 溶解特性：在有机溶剂（如DMSO、氯仿）中溶解性良好，在水中形成胶束或囊泡

2. 热行为：硬脂酸链赋予材料明确相变温度（约50-60℃），可用于热响应系统

3. 界面性质：可显著降低表面张力，临界胶束浓度（CMC）极低（10⁻⁶-10⁻⁸ M）

4. 稳定性：PEG链提供空间位阻，防止蛋白质吸附和非特异性聚集

三、技术优势与使用特点

独特优势

· 双重功能化：疏水端可包载脂溶性物质，氨基端可共价连接靶向分子

· 长循环特性：PEG化避免被免疫系统快速清除，延长体内半衰期

· 生物相容性：FDA已批准PEG及脂质组分用于多种药物制剂

· 模块化设计：可通过调节PEG长度和脂质链类型定制性能

使用特点

· 操作简便：薄膜水化法、微流控法等即可组装成纳米粒

· 载药灵活：可同时负载亲水/疏水药物，实现共递送

· 批次一致性：商业化生产纯度高（>95%），重现性好

四、作用原理与实验应用

自组装原理

· 在水性环境中，DSG-PEG-NH₂分子自发排列：疏水DSG相互聚集形成内核，亲水PEG向外伸展形成冠状层，氨基暴露在末端。这种结构形成粒径均一（通常20-150 nm）的胶束或脂质体样纳米粒。

关键实验应用

1. 药物递送系统开发

· 化学偶联：氨基可与羧基药物（如DOX-COOH）形成酰胺键，实现药物共价连接

· 物理包封：疏水内核高效荷载紫杉醇、阿霉素等脂溶性药物

· 靶向修饰：氨基与叶酸、RGD肽等配体连接，实现主动靶向

2. 诊断探针构建

· 荧光标记：氨基与NHS修饰的荧光染料（如Cy5、FITC）反应

· 磁共振造影剂：连接Gd³⁺或Fe₃O₄纳米颗粒

· 多模态成像：同时整合多种成像功能于单一纳米平台

3. 基因递送研究

· 复合物形成：氨基质子化后通过静电作用浓缩核酸（siRNA、质粒DNA）

· 内涵体逃逸：脂质成分促进膜融合，提高转染效率

4. 生物材料改性

· 表面功能化：在材料表面自组装形成抗污层，再通过氨基引入生物活性

· 组织工程支架：改善支架的亲水性和细胞粘附性

五、扩展应用与前沿进展

前体开发

· DSG-PEG-NH₂可作为进一步功能化的通用平台：

· 双功能衍生物：氨基与马来酰亚胺反应，引入巯基反应位点

· 智能响应型：在PEG链中引入酶敏感或pH敏感键

· 多臂结构：以季戊四醇为核心，合成星形聚合物增强载药能力

新兴领域

1. 免疫治疗：装载免疫佐剂和抗原，制备癌症疫苗

2. 联合治疗：共递送化疗药物和光热剂，实现化疗-光热协同

3. 血脑屏障穿越：连接Angiopep-2等靶头，促进中枢神经系统递送

4. 抗菌应用：荷载抗生素对抗生物膜感染

六、实验注意事项

1. 储存条件：-20℃干燥避光保存，避免氨基氧化

2. 溶剂选择：DMSO溶解时需温和加热（<60℃），避免PEG降解

3. 反应条件：氨基偶联反应常使用EDC/NHS化学，需控制pH 7-8

4. 纯化方法：透析、超滤或凝胶色谱去除未反应小分子

DSG-PEG-NH₂代表了当代纳米医药材料设计的典型范例——通过合理的分子工程，将基础化学组分转化为功能强大的生物医学工具。其成功应用体现了从分子结构到宏观功能的可控设计理念，为下一代纳米制剂开发提供了核心构建模块。

随着精准医学和个性化治疗的发展，这种可定制、多功能的纳米平台材料将在疾病诊断、治疗和预防中发挥日益重要的作用，成为连接基础研究与临床应用的桥梁。