PDA-PEG-FA,即聚多巴胺-聚乙二醇-叶酸,是一种极具潜力的多功能生物材料。其在水溶液中的自组装行为,是解锁众多生物医学应用的关键。
聚多巴胺(PDA)具有出色的生物相容性,能提供丰富的反应位点,为材料修饰奠定基础。聚乙二醇(PEG)链不仅增强了整体材料的亲水性,还能有效降低免疫原性,延长材料在生物体内的循环时间。而叶酸(FA)对多种tumor细胞表面过度表达的叶酸受体具有高度亲和力,赋予材料靶向tumor细胞的能力。
图为:PDA-PEG-FA结构式
在水溶液环境中,PDA-PEG-FA 分子会自发地发生自组装现象。PDA 的疏水性促使其在分子内部聚集,而 PEG 的亲水性使其向外伸展至水相,形成稳定的亲水外壳。这种结构可有效避免纳米颗粒在溶液中的团聚,增强体系稳定性。当体系中存在tumor细胞时,FA 基团凭借特异性识别能力,准确锚定在叶酸受体上,引导整个自组装结构与tumor细胞结合。
研究 PDA-PEG-FA 的自组装行为,需借助多种先进技术。例如,动态光散射(DLS)可测量自组装纳米颗粒的粒径分布,了解其在不同条件下的聚集状态;透射电子显微镜(TEM)能直观呈现纳米颗粒的微观形态,观察 PDA 内核与 PEG-FA 外壳的结构特征;核磁共振(NMR)技术则可揭示分子层面的化学结构及相互作用。
图为:叶酸结构式
诸多因素会影响 PDA-PEG-FA 的自组装过程。溶液的 pH 值改变会影响 PDA 的质子化状态,进而影响分子间相互作用,调控自组装结构。温度变化会影响分子热运动,改变自组装速率与最终结构。PDA-PEG-FA 的浓度同样关键,浓度过低时,分子间碰撞机会少,难以形成稳定组装体;浓度过高,则可能导致过度聚集,影响材料性能。