PLL-PEG-FA 由聚赖氨酸(PLL)主链、聚乙二醇(PEG)侧链与叶酸(FA)组成,在生物医学领域极具应用潜力,其在水溶液中的性质对实际应用至关重要。
溶解性方面,PEG 的亲水性赋予 PLL-PEG-FA 良好水溶性。PEG 链中的醚键(-O-)能与水分子形成氢键,促使分子分散于水中。研究表明,25℃时,PLL-PEG-FA 在纯水中溶解度可达 50mg/mL 以上。但当溶液中盐浓度改变时,溶解性受影响。高浓度盐离子会与 PLL-PEG-FA 竞争水分子,破坏其与水的氢键作用,导致溶解度下降。如在 0.5M NaCl 溶液中,溶解度降至 30mg/mL 左右 。
图为:PLL-PEG-FA结构式
水溶液中,PLL-PEG-FA 存在聚集行为。PLL 主链带正电,在一定条件下,分子间静电相互作用促使聚集。当溶液 pH 接近 PLL 的等电点(约 pH 9.5)时,电荷相互作用减弱,聚集倾向增加,动态光散射(DLS)显示此时粒径明显增大。此外,FA 的疏水性也会推动聚集,在水溶液中,FA 基团倾向于相互靠近,降低体系能量,形成以 FA 为内核、PEG 为外壳的纳米聚集体,粒径通常在 100-200nm。
稳定性关乎 PLL-PEG-FA 的应用。化学稳定性上,PLL 与 PEG、PEG 与 FA 间的化学键在生理 pH(7.4)及温度(37℃)下较为稳定,水解等反应缓慢。但在极端 pH 环境中,如 pH<5 或 pH>10,PLL 主链可能发生水解,导致结构破坏。物理稳定性方面,PLL-PEG-FA 溶液在储存过程中,若温度波动大或存在机械振动,聚集体可能进一步长大、沉降,影响使用。
图为:叶酸结构式
PLL-PEG-FA 在水溶液中的这些性质,包括溶解性、聚集行为和稳定性,相互关联且受多种因素调控,深入研究它们对优化基于 PLL-PEG-FA 的生物医学材料和药物递送系统具有重要意义。