聚合物PLGA-PEG-CY5的荧光性能优化
瑞禧生物2025-08-12   作者:ws   来源:
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PLGA-PEG-CY5 是一种结合了生物可降解聚合物、亲水性修饰和荧光探针的复合材料,应用于生物医学领域的活体成像、药物追踪及诊疗一体化研究。

PLGA-PEG-CY5通过整合PLGA的缓释性、PEG的长循环性和CY5的荧光成像能力,为生物医学研究提供了强大的工具。其核心优势在于近红外荧光成像的深度穿透性与高灵敏度,结合生物可降解载体的安全性,使其在tumour诊疗、细胞追踪及组织工程等领域具有广阔前景。

 

一、优化 CY5 的偶联效率与负载量

选择合适的偶联位点与化学方法

CY5 通常通过活性基团(如 NHS 酯、马来酰亚胺)与 PEG 末端的氨基(-NH₂)或巯基(-SH)偶联。优先选择PEG 末端修饰氨基(PLGA-PEG-NH₂)与 CY5-NHS 酯反应,形成稳定的酰胺键,避免酯键偶联导致的染料脱落(酯键易水解)。

控制反应条件:在中性缓冲液(如 PBS pH 7.4)中反应,温度 25-37℃,反应时间 2-4 小时,CY5 PEG 的摩尔比控制在 1:1 1:2(过量 CY5 会导致团聚淬灭),通过 HPLC 或荧光分光光度计验证偶联效率(目标 > 90%)。

调控 CY5 的负载密度

负载量过低会导致荧光信号弱,过高则因染料分子间距离过近引发自淬灭(尤其 CY5 等花菁染料易形成二聚体)。实验表明,每条 PEG 链偶联 1 CY5 分子时荧光效率最高;若需提高信号,可通过增加纳米粒浓度(而非单颗粒负载量)实现。

PLGA-PEG-CY5 纳米粒,通过调整共聚物中 PEG 的比例(如 PEG 占比 10%-20%),间接控制 CY5 的表面密度,避免局部浓度过高。

 

二、改善荧光稳定性(抗淬灭与抗降解)

抑制 CY5 的光漂白与化学降解

抗光漂白修饰:选择CY5 衍生物(如 CY5.5、磺化 CY5),其光稳定性优于未修饰 CY5(磺化基团可增强水溶性,减少氧化);或在纳米粒中共载抗氧剂(如维生素 E、没食子酸丙酯),抑制活性氧(ROS)对染料的氧化降解。

避免环境干扰:CY5 的荧光易受 pH(酸性条件下淬灭)和离子强度影响,制备纳米粒时调节水相 pH 7.0-7.4,避免使用高浓度盐溶液(如 > 0.5M NaCl),减少染料构象变化导致的荧光减弱。

优化纳米粒的包载与保护作用

CY5 包载于 PLGA 内核(而非 PEG 表面),需确保 PLGA CY5 的相容性:通过纳米沉淀法将 CY5 分散于 PLGA 的有机相(如二氯甲烷)中,避免因疏水相互作用导致的染料聚集;或在 PLGA 链中引入少量亲水性单体(如 PEG-PLGA 嵌段),增强内核对 CY5 的分散性。

表面 PEG 链可形成空间位阻,减少蛋白质(如血清白蛋白)与 CY5 的相互作用,避免荧光淬灭(蛋白质吸附会导致染料微环境改变)。

 

三、提高荧光信号的信噪比(减少背景干扰)

增强靶向性以提高靶部位荧光富集

若用于成像,可在 PLGA-PEG-CY5 中引入靶向配体(如 cRGD、抗体),通过主动靶向提高纳米粒在靶组织(如tumour)的蓄积,减少正常组织的非特异性荧光(背景信号)。例如,靶向修饰后,tumour部位的荧光强度/正常组织比值可提高 3-5 倍。

优化纳米粒粒径至 50-150 nm:过小(<50 nm)易被肾脏清除,过大(>200 nm)易被肝脾吞噬,该粒径范围可通过 EPR 效应增强tumour被动靶向,降低肝脾背景信号。

选择近红外二区(NIR-II)荧光染料

传统 CY5 属于近红外一区(NIR-I650-900 nm),组织穿透深度有限(<1 cm),且易受血红蛋白和水的吸收干扰。若需深层组织成像,可替换为**NIR-II 染料**(如 CY5.5IR-1061),其发射波长 > 1000 nm,散射和吸收明显降低,信噪比可提高 10 倍以上,同时减少光损伤。

 

名称:PLGA-PEG-CY5

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:PLGA-PEG-CY5

PLGA-PEG-CY5 是一种结合了生物可降解聚合物、亲水性修饰和荧光探针的复合材料,应用于生物医学领域的活体成像、药物追踪及诊疗一体化研究。 PLGA-PEG-CY5通过整合PLGA的缓释性、PEG的长循环性和CY5的荧光成像能力,为生物医学研究提供了强大的工具。其核心优势在于近红外荧光成像的深度穿透性与高灵敏度,结合生物可降解载体的安全性,使其在tumour诊疗、细胞追踪及组织工程等领域具有广阔前景。 一、优化 CY5 的偶联效率与负载量 选择合适的偶联位点与化学方法 CY5 通常通过活性基团(如 NHS 酯、马来酰亚胺)与 PEG 末端的氨基(-NH₂)或巯基(-SH)偶联。优先选择PEG 末端修饰氨基(PLGA-PEG-NH₂)与 CY5-NHS 酯反应,形成稳定的酰胺键,避免酯键偶联导致的染料脱落(酯键易水解)。 控制反应条件:在中性缓冲液(如 PBS pH 7.4)中反应,温度 25-37℃,反应时间 2-4 小时,CY5 与 PEG 的摩尔比控制在 1:1 至 1:2(过量 CY5 会导致团聚淬灭),通过 HPLC 或荧光分光光度计验证偶联效率(目标 > 90%)。 调控 CY5 的负载密度 负载量过低会导致荧光信号弱,过高则因染料分子间距离过近引发自淬灭(尤其 CY5 等花菁染料易形成二聚体)。实验表明,每条 PEG 链偶联 1 个 CY5 分子时荧光效率最高;若需提高信号,可通过增加纳米粒浓度(而非单颗粒负载量)实现。 对 PLGA-PEG-CY5 纳米粒,通过调整共聚物中 PEG 的比例(如 PEG 占比 10%-20%),间接控制 CY5 的表面密度,避免局部浓度过高。 二、改善荧光稳定性(抗淬灭与抗降解) 抑制 CY5 的光漂白与化学降解 抗光漂白修饰:选择CY5 衍生物(如 CY5.5、磺化 CY5),其光稳定性优于未修饰 CY5(磺化基团可增强水溶性,减少氧化);或在纳米粒中共载抗氧剂(如维生素 E、没食子酸丙酯),抑制活性氧(ROS)对染料的氧化降解。 避免环境干扰:CY5 的荧光易受 pH(酸性条件下淬灭)和离子强度影响,制备纳米粒时调节水相 pH 至 7.0-7.4,避免使用高浓度盐溶液(如 > 0.5M NaCl),减少染料构象变化导致的荧光减弱。 优化纳米粒的包载与保护作用 若 CY5 包载于 PLGA 内核(而非 PEG 表面),需确保 PLGA 与 CY5 的相容性:通过纳米沉淀法将 CY5 分散于 PLGA 的有机相(如二氯甲烷)中,避免因疏水相互作用导致的染料聚集;或在 PLGA 链中引入少量亲水性单体(如 PEG-PLGA 嵌段),增强内核对 CY5 的分散性。 表面 PEG 链可形成空间位阻,减少蛋白质(如血清白蛋白)与 CY5 的相互作用,避免荧光淬灭(蛋白质吸附会导致染料微环境改变)。 三、提高荧光信号的信噪比(减少背景干扰) 增强靶向性以提高靶部位荧光富集 若用于成像,可在 PLGA-PEG-CY5 中引入靶向配体(如 cRGD、抗体),通过主动靶向提高纳米粒在靶组织(如tumour)的蓄积,减少正常组织的非特异性荧光(背景信号)。例如,靶向修饰后,tumour部位的荧光强度/正常组织比值可提高 3-5 倍。 优化纳米粒粒径至 50-150 nm:过小(<50 nm)易被肾脏清除,过大(>200 nm)易被肝脾吞噬,该粒径范围可通过 EPR 效应增强tumour被动靶向,降低肝脾背景信号。 选择近红外二区(NIR-II)荧光染料 传统 CY5 属于近红外一区(NIR-I,650-900 nm),组织穿透深度有限(<1 cm),且易受血红蛋白和水的吸收干扰。若需深层组织成像,可替换为**NIR-II 染料**(如 CY5.5、IR-1061),其发射波长 > 1000 nm,散射和吸收明显降低,信噪比可提高 10 倍以上,同时减少光损伤。 名称:PLGA-PEG-CY5 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:PLGA-PEG-CY5