mPEG-Cl (Methoxy-Polyethylenglykolchlorid) ist ein monofunktionelles polymerisiertes Ethylenglykol (PEG)-Derivat mit einer aktiven Chlorgruppe (-Cl) am Ende, das in nukleophilen Substitutionsreaktionen (z. B. Reaktionen mit Amino-, Thiol- oder Hydroxygruppen) eingesetzt werden kann. Es findet wichtige Anwendungen in Bereichen wie Arzneimittelverabreichung, Biokopplung und Materialmodifizierung.

1. Grundlegende Eigenschaften

Chemischer Name: Methoxypolyethylenglykolchlor
Englischer Name: mPEG-Chlorid oder mPEG-Cl
Summenformel: CH₃O-(CH₂CH₂O)ₙ-CH₂CH₂-Cl
Molekulargewichtsbereich: 350 Da bis 40.000 Da (üblicherweise 1K, 2K, 5K, 10K, 20K)
Eigenschaften: Weißer oder cremefarbener Feststoff (niedriges Molekulargewicht, kann flüssig sein)
Löslichkeit: Leicht löslich in Wasser, DMSO, DMF, THF und anderen polaren Lösungsmitteln

2. Chemische Struktur und Reaktionseigenschaften

Die Struktur von mPEG-Cl besteht aus einer PEG-Kette mit Methoxygruppen und einer Chlormethylgruppe (-CH₂Cl) am Ende. Zu seinen Reaktionsmerkmalen gehören:

Nukleophile Substitutionsreaktion (SN₂-Reaktion):

Es kann mit primären Aminen (-NH₂) reagieren und stabile sekundäre Aminbindungen (-NH-CH₂-PEG) bilden.

Es kann unter alkalischen Bedingungen auch mit Thiolgruppen (-SH) oder Hydroxylgruppen (-OH) reagieren, die Effizienz ist jedoch relativ gering.

Reaktionsbedingungen:

Es wird üblicherweise in einer Pufferlösung mit einem pH-Wert von 8 bis 10 durchgeführt, beispielsweise einer Carbonatpufferlösung.

Zur Beschleunigung der Reaktion können organische Basen wie Triethylamin (TEA) oder DIEA hinzugefügt werden.

Selektivität: Im Vergleich zu NHS-PEG oder MAL-PEG weist mPEG-Cl eine geringere Reaktivität auf, kann jedoch unter bestimmten Bedingungen für eine stabile Kopplung verwendet werden.


3. Hauptanwendungen

(1) Biokopplung und Proteinmodifizierung

Amino-Modifikation: Es reagiert mit der ε-Aminogruppe von Lysin (Lys) von Proteinen, Antikörpern oder Peptiden, um PEG zu erhalten.

Reduzieren Sie die Immunogenität: Verlängern Sie die Halbwertszeit von Arzneimitteln und verbessern Sie die Stabilität (z. B. PEG-Interferon, Antikörper-Arzneimittel).

(2) Arzneimittelabgabesystem

Oberflächenmodifizierung mit Nanopartikeln: wie PEG von Liposomen und Polymermizellen, wodurch die Blutzirkulationszeit verbessert wird.

Kopplung kleiner Moleküle an Arzneimittel: Durch die Verknüpfung von Chloridgruppen mit aminohaltigen Arzneimitteln werden Löslichkeit und Pharmakokinetik verbessert.

(3) Materialwissenschaften

Polymerfunktionalisierung: Wird in PEG-modifizierten Hydrogelen, Beschichtungsmaterialien usw. verwendet, um die Biokompatibilität zu verbessern.

Oberflächenchemie: Modifizierte Goldnanopartikel, Kieselgel usw. zur Reduzierung der unspezifischen Adsorption.