DSPE-PEG-FITC-siRNA-NH₂|DSPE-PEG-FITC-miRNA-NH₂|DSPE-PEG-FITC-DNA-NH₂|磷脂聚乙二醇修饰物
DSPE-PEG-FITC-siRNA-NH₂ 是一种多功能脂质衍生分子,将疏水脂质DSPE、聚乙二醇(PEG)、荧光素(FITC)以及小干扰RNA(siRNA)通过氨基偶联固定形成的复合物。其设计目标是实现脂质载体表面功能化,同时提供可视化信号和核酸递送能力。
DSPE(二硬脂酰磷脂酰乙醇胺)
DSPE为长链饱和磷脂,含两条C18脂肪酸尾部和亲水磷酸乙醇胺头基。疏水尾部可嵌入脂质双层或纳米颗粒表面,形成稳定自组装结构;亲水头基为PEG链提供共价连接位点,使分子整体呈双亲性结构。
PEG链(Polyethylene Glycol)
PEG链通过DSPE氨基形成共价连接,提供水溶性和柔性空间。PEG分子量通常在2000–5000 Da范围,既可提高水溶性和分散性,又可为大分子如siRNA提供柔性空间,减少空间阻碍,提高偶联效率。
FITC(Fluorescein Isothiocyanate)
FITC是一种绿色荧光染料,激发波长约495 nm,发射波长约518 nm。其异硫氰酸酯(–N=C=S)可与PEG末端氨基形成稳定的硫脲键,实现荧光功能化。
siRNA-NH₂
siRNA分子经过末端氨基修饰(–NH₂),可通过酰胺化或异硫氰酸酯化学反应与PEG链末端共价连接,实现核酸固定。通过DSPE-PEG-FITC的连接,可将siRNA负载于脂质载体表面,同时保持其核酸功能活性。
分子结构特性
DSPE-PEG-FITC-siRNA-NH₂呈四段式设计:
疏水尾(DSPE):嵌入脂质体或脂质纳米颗粒表面;
PEG链:提供水溶性、柔性空间和稳定性;
FITC染料:提供绿色荧光信号,实现可视化;
siRNA-NH₂:通过氨基偶联固定核酸,实现载核酸功能。
分子整体呈双亲性结构,可自组装形成纳米颗粒,实现核酸载体可视化和功能化。
二、合成过程
DSPE-PEG-FITC-siRNA-NH₂的合成通常分为三个主要步骤:DSPE-PEG活化、FITC偶联、siRNA偶联。
1. DSPE-PEG活化
目的:提供PEG末端活性官能团(如NHS酯),便于FITC和siRNA的后续偶联。
步骤:
将DSPE-PEG-COOH溶于干燥的有机溶剂中(如氯仿/甲醇混合体系);
向体系中加入EDC(1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺)和NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)活化PEG末端羧基,生成DSPE-PEG-NHS;
室温反应数小时至过夜,同时避光操作;
通过透析或硅胶柱去除小分子副产物,得到DSPE-PEG-NHS中间体。
注意事项:
反应体系需干燥,避免NHS酯水解;
控制反应温度和时间,保证PEG链结构完整。
2. FITC偶联
目的:在PEG链中段引入荧光信号,实现可视化功能。
步骤:
将FITC溶解于干燥DMSO中;
缓慢加入DSPE-PEG-NHS溶液,并加入微量碱(如TEA)催化;
FITC的异硫氰酸酯与PEG末端氨基反应,形成稳定硫脲键;
反应完成后,通过透析或凝胶色谱去除游离FITC,得到DSPE-PEG-FITC中间体。
注意事项:
避光操作防止FITC光降解;
控制溶剂和温度,避免PEG链变性。
3. siRNA-NH₂偶联
目的:将核酸分子固定于PEG链末端,实现功能化载体构建。
步骤:
将DSPE-PEG-FITC溶解于适宜缓冲液(如pH 7–8的PBS缓冲体系);
将氨基修饰siRNA(siRNA-NH₂)加入体系;
通过PEG末端剩余NHS活性酯与siRNA氨基形成酰胺键;
室温反应数小时至过夜,同时避光操作,保护FITC荧光信号;
完成反应后,进行纯化以去除未反应的siRNA和副产物。
三、纯化过程
纯化的目标是去除游离FITC、未反应的siRNA以及小分子副产物,得到结构完整、功能稳定的DSPE-PEG-FITC-siRNA-NH₂。
透析
使用适当分子量截断(MWCO)的透析膜(如3–10 kDa)去除小分子杂质;
可结合缓冲液多次更换,保证纯化彻底。
凝胶渗透色谱(GPC)
利用分子量差异,将大分子偶联产物与小分子杂质分离;
可监测FITC荧光,收集目标分子组分。
超滤(Ultrafiltration)
利用离心滤器或超滤膜去除低分子量杂质;
可浓缩样品并调节缓冲体系,便于后续使用。
表征
UV-Vis光谱与荧光光谱:确认FITC标记和荧光性能;
SDS-PAGE或凝胶分析:确认siRNA偶联和分子量变化;
HPLC或质谱:检测纯度和分子量;
动态光散射(DLS):分析自组装纳米颗粒尺寸分布。
四、小结
DSPE-PEG-FITC-siRNA-NH₂是一种多功能脂质衍生分子,通过三步制备实现结构功能化:
DSPE-PEG末端活化:形成NHS酯,为FITC和siRNA偶联提供活性位点;
FITC偶联:在PEG链中段形成稳定硫脲键,实现可视化功能;
siRNA-NH₂偶联:通过PEG末端NHS酯与siRNA氨基形成酰胺键,实现核酸载体功能化。
纯化过程包括透析、凝胶渗透色谱和超滤,确保产品结构完整、荧光和siRNA功能保持稳定。该分子可嵌入脂质体或纳米颗粒表面,实现核酸递送的可视化和功能化,为实验室模型、载体动力学和核酸递送研究提供可靠工具。