PEG-DA(聚乙二醇-多巴胺,Poly (ethylene glycol)-Dopamine)是一种末端修饰多巴胺(Dopamine)的功能性聚乙二醇衍生物,融合了 PEG 的亲水性、生物相容性与多巴胺的粘附性、反应活性,在生物医学、材料表面修饰等领域具有独特应用价值。
一、分子结构修饰:增强儿茶酚基团的抗氧化能力
通过化学修饰对多巴胺的儿茶酚基团进行保护,降低其氧化活性,是提升稳定性的根本方法。
儿茶酚基团的烷基化/甲基化修饰
在儿茶酚的羟基(-OH)上引入甲基、乙基等烷基基团(如形成 4-甲基儿茶酚衍生物),通过空间位阻阻碍氧气对酚羟基的攻击,降低氧化速率。
效果:修饰后 PEG-DA 在空气中的氧化变色时间从数小时延长至数天,且不影响其与基材的粘附性(烷基化不破坏儿茶酚与基材的反应位点)。
局限性:过度烷基化可能削弱儿茶酚与金属离子的螯合能力,需平衡修饰程度。
儿茶酚的酯类保护
用酸酐(如乙酸酐)将儿茶酚的羟基酯化(形成乙酰基保护的儿茶酚),阻断氧化反应;使用时通过碱性条件(如 pH 9-10)或酯酶催化水解,恢复儿茶酚的活性。
优势:保护基团可 “按需去除”,适用于需要临时稳定的场景(如储存时保护,使用前激活)。
引入电子给体基团
在儿茶酚的苯环上引入氨基(-NH₂)、甲氧基(-OCH₃)等电子给体基团,通过共轭效应增强酚羟基的稳定性,降低氧化电位(从约 0.7 V 降至 0.5 V 以下,更难被氧化)。
二、储存条件优化:减少氧化与水解的触发因素
通过控制储存环境的温度、湿度、氧气含量等,降低儿茶酚氧化和 PEG 链段降解的速率。
低温与干燥储存
温度:低温(-20℃或-80℃)可明显降低氧化反应的动力学速率,实验显示:-20℃储存的 PEG-DA(固体状态)6 个月内氧化率 <5%,而 25℃储存的样品氧化率> 30%。
湿度:水分会加速儿茶酚的水解和氧化,需将 PEG-DA 冻干成粉末,在干燥器(含干燥剂如 P₂O₅)中储存,或用铝塑包装隔绝水汽。
惰性气体保护
用氮气或氩气置换储存容器(如西林瓶)中的空气,降低氧气浓度(氧含量 < 1%),可抑制儿茶酚的氧化交联。
适用场景:液态 PEG-DA(低分子量)需密封于安瓿瓶中,充惰性气体后熔封,避免反复开封导致氧气进入。
避光储存
紫外线和可见光会促进儿茶酚的光氧化反应(生成活性氧自由基),需使用棕色玻璃瓶或不透光包装,储存于暗处。
对比实验:避光储存的 PEG-DA 溶液(0.1 g/mL)1 周内无变色,而光照条件下 3 天即变为深棕色。
三、添加抗氧化剂:抑制氧化反应的发生
在 PEG-DA 体系中引入低Poison 抗氧化剂,直接捕获自由基或阻断氧化链反应,适用于液态 PEG-DA 或水凝胶体系。
小分子抗氧化剂
维生素 C(抗坏血酸):作为还原剂,可将氧化生成的醌式结构还原为儿茶酚,抑制氧化产物积累,最佳添加量为 PEG-DA 质量的 0.1-1%。
优势:生物相容性良好,适合生物医学应用(如医用粘合剂)。
没食子酸丙酯(PG):通过捕获自由基阻断氧化链反应,添加 0.05% 即可使 PEG-DA 溶液的氧化半衰期延长 2-3 倍。
注意:抗氧化剂需与 PEG-DA 兼容(如溶于同一溶剂),且不干扰其粘附或交联性能。
金属离子螯合剂
铜、铁等金属离子会催化儿茶酚的氧化反应(Fenton 反应生成羟基自由基),添加 EDTA、柠檬酸等螯合剂(浓度 0.1-1 mM),可络合金属离子,抑制催化作用。
名称: PEG-DA
产品规格:mg/g
纯度:95%+
保存方式:-20℃以下,避光,防潮
保质期限:12个月
用途:科研
温馨提示:仅用于科研,不能用于人体
图:PEG-DA