COOH-PEG-PAMAM|羧基化聚乙二醇-聚酰胺胺共聚物的分子架構(gòu)與功能化修飾策略

COOH-PEG-PAMAM是一種由羧基（-COOH）功能化的聚乙二醇（PEG）與聚酰胺胺（PAMAM）樹枝狀大分子共價結(jié)合的復合材料，其分子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)核-殼特征。PAMAM作為內(nèi)核提供多支化結(jié)構(gòu)，PEG作為外層賦予親水性與生物相容性，羧基端基則擴展了化學修飾潛力。

分子結(jié)構(gòu)與化學性質(zhì)

COOH-PEG-PAMAM的分子量可通過調(diào)節(jié)PEG鏈段長度（如MW=2000、5000或10000）和PAMAM代數(shù)（如G3、G4或G5）進行精準控制。核磁共振（NMR）與凝膠滲透色譜（GPC）分析表明，PEG鏈段長度顯著影響共聚物的水合半徑與穩(wěn)定性。例如，PEG-2000修飾的COOH-PEG-PAMAM在水溶液中的流體動力學直徑為15 nm，而PEG-5000修飾的同類物直徑擴展至25 nm。羧基的pKa值約為4.5，使其在生理pH下帶負電，可與陽離子藥物（如阿霉素、多柔比星）或金屬離子（如Fe3?、Zn2?）形成靜電復合物。

功能化修飾與應用

羧基端基為COOH-PEG-PAMAM提供了廣泛的化學修飾空間。通過碳二亞胺（EDC/NHS）活化法，可將其與氨基修飾的分子（如抗體、多肽或熒光探針）共價結(jié)合。實驗表明，負載阿霉素的COOH-PEG-PAMAM納米粒在pH 5.0條件下的藥物釋放速率比pH 7.4條件下快3.2倍，顯示出pH響應性釋放特性。此外，羧基還可與聚乙二醇化脂質(zhì)體結(jié)合，構(gòu)建復合納米載體，進一步提升藥物遞送效率。

生物相容性與毒性研究

體外細胞實驗表明，COOH-PEG-PAMAM的細胞毒性顯著低于未修飾的PAMAM。在濃度為100 μg/mL時，PAMAM-G4的細胞存活率僅為45%，而COOH-PEG-PAMAM-G4的細胞存活率高達85%。體內(nèi)實驗顯示，該材料在靜脈注射后24小時內(nèi)主要分布于肝、脾等網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)（RES）器官，但通過PEG鏈段的空間位阻效應，可減少RES的識別，延長體內(nèi)循環(huán)時間至48小時以上。

結(jié)論：COOH-PEG-PAMAM的模塊化設(shè)計使其成為理想的藥物遞送載體，其化學性質(zhì)可通過調(diào)節(jié)PEG長度與羧基密度進一步優(yōu)化，為腫瘤靶向治療、基因遞送等領(lǐng)域提供了新工具。

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