FITC-PEG-FITC,合成步骤概述,双端荧光标记聚合物
FITC-PEG-FITC 是一种在 PEG 链两端均引入异硫氰基荧光素(FITC)的双端荧光标记聚合物。该分子结合了 PEG 的水溶性、柔韧性和空间保护作用,以及 FITC 的荧光标记功能,可用于双端标记的纳米载体、交联材料、生物分子标记及荧光追踪研究。合成 FITC-PEG-FITC 的关键在于高效偶联两端 FITC 分子,同时控制 PEG 链长度和反应条件,以保证结构均一性和荧光活性。
一、原料准备
聚乙二醇(PEG)
通常选择末端为羟基(–OH)的线性 PEG,分子量可根据应用需求选择,例如 2 kDa、5 kDa 或 10 kDa。
PEG 需干燥处理,以防水分影响异硫氰基反应。
异硫氰基荧光素(FITC)
FITC 含活泼异硫氰基(–N=C=S),易与亲核基团(–OH 或 –NH2)反应形成稳定的硫代氨基键。
可购买高纯度 FITC,并溶解于干燥有机溶剂(如 DMSO 或 DMF)。
催化剂与缓冲体系
偶联反应通常在弱碱性条件下进行(pH 8–9),以提高羟基亲核性。
可使用碳酸氢钠或三乙胺(TEA)调节溶液碱性。
产品名称:FITC-PEG-FITC
纯度:95%+
规格:mg/g
用途:科研
厂家:齐岳生物
二、合成步骤概述
PEG 干燥与溶解
将 PEG 在真空或干燥条件下除水,得到干燥的 PEG 粉末。
溶解于干燥的有机溶剂(如 DMF 或 DMSO),确保体系无水分,以避免 FITC 异硫氰基水解。
首次 FITC 偶联
将适量 FITC 溶液加入 PEG 溶液中,末端羟基与 FITC 异硫氰基在碱性条件下反应形成硫代氨基键。
反应通常在室温避光下进行 12–24 小时,以保证完全偶联并维持荧光活性。
为防止副反应,可采用 FITC 轻度过量(摩尔比约 1.1–1.2:1)。
二端 FITC 偶联
待第一端偶联反应完成后,可通过纯化去除未反应 FITC 或直接加入第二端 FITC。
第二端 FITC 的偶联与第一端类似,需保持弱碱性环境,并充分搅拌。
双端偶联完成后,生成 FITC-PEG-FITC 成品。
三、纯化步骤
透析或超滤
反应完成后,将产物溶液置于透析膜中(MWCO 1–3 kDa),去除未反应的 FITC 和低分子杂质。
可连续透析 24–48 小时,定期更换去离子水或缓冲液,提高纯度。
凝胶渗透色谱(GPC)
根据分子量差异进一步纯化 FITC-PEG-FITC。
同时可获得分子量分布信息(Mw、Mn)和多分散性(PDI),确认 PEG 链的均一性。
沉淀法(可选)
在乙醇或乙醚中沉淀 PEG 偶联产物,而未反应 FITC 保留在溶液中,可提高粗纯度。
四、表征方法
紫外-可见光谱(UV-Vis)
测定 FITC 吸收峰(约 495 nm),确认偶联成功。
与标准曲线对比,可估算每摩尔 PEG 偶联的 FITC 数量。
荧光光谱(Fluorescence Spectroscopy)
测定发射波长(约 520 nm),评估荧光强度和稳定性。
核磁共振(NMR)
^1H NMR 可显示 PEG 链和 FITC 芳香环特征峰,确认双端偶联。
质谱(MALDI-TOF 或 ESI-MS)
可准确测定 FITC-PEG-FITC 分子量,确认是否为双端偶联产物。
五、注意事项
防止荧光猝灭
避光操作,避免高温和强氧化环境,以保持 FITC 荧光活性。
水分控制
FITC 异硫氰基易被水解,反应前 PEG 和溶剂必须干燥。
反应比例控制
FITC 与 PEG 摩尔比需适中,避免多余 FITC 造成副产物或荧光淬灭。
pH 调控
反应环境应保持弱碱性(pH 8–9),促进羟基亲核性并防止 FITC 自发分解。
六、应用价值
双端荧光标记
两端均为 FITC,使 PEG 链具有双向可视化功能,可用于交联材料或双端标记纳米载体。
PEG 保护
PEG 链提供水溶性和空间隔离,减少非特异性结合,增加生物相容性。
纳米材料及药物载体修饰
FITC-PEG-FITC 可修饰脂质体、微粒、蛋白质或聚合物载体,实现荧光追踪与药物递送功能。
七、总结
FITC-PEG-FITC 的合成概述如下:
原料准备:干燥 PEG 和高纯 FITC;
双端偶联:先偶联一端 FITC,再偶联另一端,在弱碱性有机溶剂中室温反应 12–24 小时;
纯化:透析、GPC 和/或沉淀法去除未反应 FITC 和低分子杂质;
表征:UV-Vis、荧光光谱、NMR、质谱确认偶联成功和纯度;
注意事项:控制光照、水分、pH 和 FITC 过量,保证荧光活性和结构均一性;
应用:双端荧光标记纳米载体、交联材料、生物分子标记及荧光追踪研究。