探究 4-Arm PEG-ACRL 分子量对其自组装行为的影响
瑞禧生物2025-08-04   作者:lkr   来源:
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4-Arm PEG-ACRL(四臂聚乙二醇-丙烯酸酯)作为一种多臂功能性聚合物,其自组装行为受分子量调控明显,直接影响其在生物医学领域的应用效能。

 

低分子量(如 1 kDa-5 kDa)的 4-Arm PEG-ACRL 分子链短且空间位阻小,在水溶液中易通过丙烯酸酯基团的疏水相互作用快速聚集,形成粒径约 50-100 nm 的球形胶束。这类胶束的临界胶束浓度(CMC)较高(通常>1 mg/mL),自组装驱动力较弱,在稀释条件下易解聚。由于分子链柔韧性强,胶束结构具有良好的变形能力,适合作为小分子药物的载体,可通过Blood vessels内皮间隙实现被动靶向递送。

4-Arm PEG-ACRL结构式 

图为:4-Arm PEG-ACRL结构式

 

中分子量(10 kDa-20 kDa)的 4-Arm PEG-ACRL 自组装行为呈现过渡特性。分子链长度增加使疏水区域扩大,CMC 降至 0.1-1 mg/mL,胶束稳定性提升,粒径增至 100-200 nm。此时,四臂结构的空间对称性促使胶束形态从球形向蠕虫状转变,部分样品可形成具有核-壳结构的复合聚集体。这种结构兼具稳定性与渗透性,常用于蛋白质或多肽药物的包载,在缓释体系中能平衡药物释放速率与载体滞留时间。

 

高分子量(>30 kDa)的 4-Arm PEG-ACRL 因分子链缠结严重,自组装过程需通过外界刺激(如光照引发丙烯酸酯交联)辅助。组装后形成三维网络结构,而非离散胶束,水凝胶的溶胀率随分子量增加而降低,机械强度则相应提高。这类材料适合作为组织工程支架或局部药物递送平台,其多孔结构可支持细胞浸润,且交联网络能实现药物的长效控释。

丙烯酸酯结构式 

图为:丙烯酸酯结构式

 

综上,4-Arm PEG-ACRL 的分子量通过调控分子间作用力、空间构型及组装驱动力,决定了自组装聚集体的形态、尺寸与稳定性,为不同应用场景(如靶向递送、缓释系统、组织修复)的材料选择提供了明确依据。