SH-PEG-COOH 与金属纳米颗粒的结合机制及其稳定性研究
瑞禧生物2025-07-01   作者:lkr   来源:
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在纳米技术蓬勃发展的当下,SH-PEG-COOH 与金属纳米颗粒的结合备受关注。SH-PEG-COOH,即巯基-聚乙二醇-羧基,是一种特殊的聚乙二醇衍生物,其独特结构赋予了它与金属纳米颗粒结合的能力。

SH-PEG-COOH结构式 

图为:SH-PEG-COOH结构式

 

从结合机制来看,起关键作用的是 SH-PEG-COOH 的巯基(-SH)。巯基具有高反应活性,可与金属纳米颗粒表面的金属原子,如金、银纳米颗粒表面的原子,形成强共价键,以金纳米颗粒为例,会形成 Au-S 键。这种化学键的形成源于巯基中硫原子的孤对电子与金属原子的空轨道相互作用,使得 SH-PEG-COOH 能够牢固地附着在金属纳米颗粒表面。而聚乙二醇(PEG)链在其中也发挥着重要作用,它作为连接臂,一端连接巯基,一端连接羧基,为整个分子提供了良好的水溶性和生物相容性,减少了结合过程中的空间位阻,有利于巯基与金属纳米颗粒表面充分接触并反应。

聚乙二醇结构式 

图为:聚乙二醇结构式

 

结合后的稳定性是考量这一体系的重要因素。PEG 链的存在极大地增强了稳定性。由于 PEG 具有高度的亲水性,在水溶液中,PEG 链会形成一层水合外壳,如同给金属纳米颗粒穿上了一层 “防护服”,阻止颗粒之间的相互碰撞与聚集,从而提高了分散稳定性。同时,羧基(-COOH)的存在为体系增添了更多可能性。羧基可通过 EDC/NHS 等试剂活化,与含有氨基的化合物(如蛋白质、抗体、氨基修饰的纳米材料)发生反应形成稳定的酰胺键,进一步拓展了修饰的功能性与多样性,且在一定程度上增强了整个体系的稳定性。当将其应用于生物医学领域时,稳定性优势更加凸显。例如在药物输送系统中,稳定的 SH-PEG-COOH 修饰的金属纳米颗粒,可有效搭载药物,抵御体内复杂环境的干扰,实现准确、药物递送。

 

综上所述,SH-PEG-COOH 与金属纳米颗粒通过巯基与金属原子的共价结合,以及 PEG 链和羧基的协同作用,形成了稳定且功能多样的体系,在生物医学、纳米技术等众多领域展现出巨大的应用潜力。