mPEG-FITC,甲氧基聚乙二醇-异硫氰基荧光素,表征方法
mPEG-FITC 是一种将甲氧基聚乙二醇(mPEG)与异硫氰基荧光素(FITC, Fluorescein Isothiocyanate)通过共价键偶联得到的荧光标记聚合物。该分子兼具 PEG 的水溶性和疏水隔离能力,以及 FITC 的强荧光信号,使其在生物标记、药物载体修饰、纳米颗粒表面标记和生物成像研究中具有广泛应用。纯化与表征是保证其功能性、荧光稳定性及偶联效率的关键步骤。
一、化学结构与功能特点
mPEG 部分
mPEG 提供水溶性,使 FITC 标记分子在水相体系中稳定分散。
PEG 链的长度可调节分子溶解性、体内循环时间及非特异性吸附。
FITC 部分
FITC 是常用的绿色荧光染料,吸收波长约 495 nm,发射波长约 520 nm。
其异硫氰基(–N=C=S)可与羟基、氨基等亲核官能团形成稳定共价键。
偶联键
mPEG-FITC 通过 PEG 末端羟基或氨基与 FITC 异硫氰基形成稳定的硫代氨基或硫代酯键。
偶联效率与溶剂、pH、温度密切相关,直接影响荧光强度和纯度。
二、纯化方法
透析法(Dialysis)
将反应混合液溶『于适』当缓冲液(如 PBS 或去离子水)中,置于透析膜(MWCO 通常 1–3 kDa)中。
小分子未反应 FITC 或杂质分子可通过透析膜扩散出去,而 mPEG-FITC 保留在膜内。
透析可连续进行 24–48 小时,定期更换溶剂,提高纯化效率。
凝胶渗透色谱(GPC)
GPC 可根据分子量差异分离 mPEG-FITC 与未反应的 FITC。
通常使用水相或有机相作为流动相,通过检测紫外或荧光信号收集目标产物。
优势是可同时得到分子量分布信息和纯化效果。
超滤(Ultrafiltration)
使用带分子量截断(MWCO)的超滤装置,可快速去除小分子杂质。
可与透析结合,提高纯化效率。
沉淀法
在适当有机溶剂(如乙醇、乙醚)中,PEG-荧光素偶联物可沉淀,而未反应 FITC 留在溶液中。
此法适合大规模粗纯,但纯度略低,需要结合透析或色谱进一步纯化。
产品名称:mPEG-FITC,甲氧基聚乙二醇-异硫氰基荧光素
纯度:95%+
规格:mg/g
用途:科研
厂家:齐岳生物
三、表征方法
紫外-可见光谱(UV-Vis)
测定 FITC 吸收峰(约 495 nm),可初步确认偶联成功。
对照 mPEG 与 FITC 标准曲线,可估算偶联效率。
荧光光谱(Fluorescence Spectroscopy)
测定发射波长(约 520 nm),评估荧光性能。
荧光强度变化可反映偶联状态及溶液稳定性。
核磁共振(NMR)
^1H NMR 可确认 PEG 链和 FITC 芳香环信号,验证共价结合。
偶联形成的特征峰(如硫代氨基或硫代酯)可用于定性分析。
质谱(MALDI-TOF 或 ESI-MS)
可准确测定 mPEG-FITC 分子量,确认偶联产物纯度。
通过质谱可判断是否存在多 FITC 偶联或未偶联杂质。
凝胶渗透色谱(GPC)分析
可测定分子量分布(Mw、Mn)和多分散性(PDI)。
与荧光检测结合,可确认产物纯度和 PEG 链均一性。
薄层色谱(TLC)
用于快速监测反应进程和初步纯化效果。
FITC 具有荧光特性,可在紫外灯下直接观察。
四、纯化与表征注意事项
防止荧光猝灭
避免强光照射和高温,防止 FITC 荧光损失。
储存于避光、低温条件(如 4℃)下可延长稳定性。
反应副产物去除
未反应 FITC 对后续生物应用干扰大,需通过透析或色谱彻底去除。
溶液 pH 控制
FITC 在强碱性条件下荧光增强,但易水解;在弱酸或中性条件下稳定性较好。
mPEG-FITC 溶液一般调节至 pH 7–8,以保证 PEG-荧光素偶联稳定。
偶联效率检测
可通过紫外吸光度或荧光强度与标准曲线对比,计算每摩尔 PEG 上 FITC 偶联比例。
高偶联效率保证荧光信号强度📶和后续应用可靠性。
五、应用意义
荧光标记
mPEG-FITC 可用于蛋白质、细胞膜或纳米载体表面标记,实现可视化追踪。
生物相容性改善
PEG 提供水溶性和免疫隐蔽性,减少非特异性吸附,提高体内循环稳定性。
可控偶联
通过调节 PEG 链长度和 FITC 偶联比例,可实现荧光强度调控和载体表面功能化优化。
纳米材料修饰
mPEG-FITC 可修饰脂质体、纳米颗粒或聚合物微粒,实现多功能生物材料的荧光追踪。
六、总结
mPEG-FITC 的纯化与表征关键点如下:
纯化方法:透析、GPC、超滤及沉淀法,去除未反应 FITC 和小分子杂质;
表征手段:UV-Vis、荧光光谱、NMR、质谱及 GPC,确认偶联成功、纯度和分子量;
注意事项:控制光照、温度、pH,防止荧光猝灭和副反应,保证稳定性;
应用价值:高水溶性、荧光标记和生物相容性结合,为生物成像、纳米载体修饰及药物递送研究提供可靠工具。