DSPE-PEG-COS 作为一种兼具亲水性与疏水性的多功能材料,在生物医学领域应用较广,其中 PEG 分子量对其性能的调控作用明显。
图为:DSPE-PEG-COS结构式
从空间位阻角度看,分子量低的 PEG(如 PEG1000),链段较短,在 DSPE-PEG-COS 中提供的空间位阻有限。以制备载药纳米粒为例,低分子量 PEG 难以形成紧密有效的水化膜,对纳米粒的立体保护作用较弱,导致其在生理环境中易受蛋白吸附、细胞黏附等因素干扰,稳定性欠佳,易发生聚集,在模拟血浆环境中 1 小时内即出现明显聚集现象。而随着 PEG 分子量增加,如 PEG5000,长链段可在 DSPE-PEG-COS 周围构建更厚的水化层与更强的空间位阻,极大降低纳米粒与外界物质的相互作用,在相同模拟血浆环境中,6 小时内仍能保持良好分散状态,提升纳米粒稳定性。
在药物递送效率方面,PEG 分子量也发挥关键影响。对于小分子药物,低分子量 PEG 修饰的 DSPE-PEG-COS,因空间位阻小,药物易从载体中扩散释放,但这也使得药物在到达靶部位前提前泄露,如阿霉素负载于 PEG1000 修饰的 DSPE-PEG-COS 载体中,在血液循环 2 小时内药物释放率达 50%。相反,高分子量 PEG 修饰后,药物释放受空间阻碍减缓,虽能保证药物在血液循环中的稳定性,但可能影响药物在靶部位的快速释放与有效作用。不过,对于一些需缓慢持续释放的药物,如某些抗cancer缓释药物,PEG5000 修饰的 DSPE-PEG-COS 可实现药物在一周内缓慢释放,维持稳定血药浓度,增强Treatment 效果。
图为:壳寡糖结构式
PEG 分子量还影响 DSPE-PEG-COS 与生物膜的相互作用。低分子量 PEG 使 DSPE-PEG-COS 更易靠近生物膜,但可能因空间位阻不足导致非特异性结合增加。如在细胞摄取实验中,PEG1000 修饰的 DSPE-PEG-COS 对正常细胞和tumor细胞的摄取差异不明显,靶向性欠佳。而高分子量 PEG 虽可减少非特异性结合,却可能因空间位阻过大,降低与靶细胞表面受体的有效结合概率,影响靶向递送。经优化,PEG2000-3000 修饰的 DSPE-PEG-COS,在保证一定靶向性的同时,减少对正常细胞的影响,在tumor靶向Treatment 中展现出良好应用潜力。
综上,不同分子量 PEG 通过改变空间位阻、药物释放速率及与生物膜相互作用方式,精细调控 DSPE-PEG-COS 性能,为其在生物医学领域的准确应用提供了多样选择。