PBAE-G糖基化聚β-氨基酯 pH 响应糖靶向基因递送聚合物的合成方法

PBAE-G 是聚（β-氨基酯）-胍基-苯硼酸（poly(β-amino ester)-guanidine-phenylboronic acid）的简称。它是在基础 PBAE 聚合物上，进一步引入了胍基和苯硼酸基团得到的功能化衍生物，核心设计目的是实现 pH 和活性氧（ROS）双重响应的药物/基因递送。

一、理化性质

• ‌分子结构特征‌：主链为可生物降解的聚β-氨基酯骨架，通过侧链修饰同时引入高密度胍基阳离子与苯硼酸识别基团，整合了PBAE的pH响应降解特性、胍基的高效细胞膜穿透能力与苯硼酸的靶向糖链识别特性。

• ‌外观与溶解性‌：常温下为白色或类白色无定形固体粉末，可快速溶解于DMSO、甲醇等极性有机溶剂，在弱酸性水相体系中也具备良好的分散性。

• ‌pH响应降解特性‌：主链的酯键在生理中性环境下稳定，在内涵体的酸性pH环境中可快速发生水解断裂，最终降解为无毒的小分子代谢产物，无长期体内蓄积毒性。

• ‌生物相容性‌：相比传统聚乙烯亚胺（PEI）等阳离子载体，PBAE-G的细胞毒性大幅降低，在有效递送浓度下几乎无明显细胞杀伤作用，体内动物实验也未观测到明显的系统毒性。

• ‌储存条件‌：固体粉末需在‌-20℃避光干燥‌环境下密封保存，避免接触强酸强碱环境，防止主链酯键提前发生水解降解。

二、合成方法

1. ‌迈克尔加成聚合后修饰法‌：先通过二丙烯酸酯与双官能团胺的迈克尔加成反应，合成端基为丙烯酸酯的基础PBAE骨架；随后通过氨基-丙烯酸酯的加成反应，将侧链带胍基和苯硼酸的功能小分子共价连接到PBAE骨架上，最终经透析纯化得到目标产物，是目前最主流的合成路线。

2. ‌功能单体直接共聚法‌：提前将胍基、苯硼酸基团修饰到丙烯酸酯或胺类单体上，再通过迈克尔加成反应直接共聚得到PBAE-G聚合物，该方法可精准调控两种功能基团在聚合物链上的比例。

3. ‌微流控辅助组装法‌：利用微流控芯片的精准混合优势，将PBAE-G与核酸/蛋白药物一步共组装成粒径高度均一的纳米颗粒，大幅提升递送体系的批次重复性，解决传统批量组装方法的颗粒不均一问题。

三、科研应用场景

• ‌高效非病毒基因递送‌：作为阳离子载体可高效压缩质粒DNA、siRNA等核酸分子，形成粒径均匀的纳米复合物，凭借胍基的强细胞膜穿透能力与内涵体逃逸效应，转染效率远高于普通未修饰PBAE载体，尤其适配难转染的原代免疫细胞。

• ‌蛋白疫苗智能佐剂系统‌：将香菇多糖等免疫激活分子功能化修饰到PBAE-G表面，负载卵清蛋白等模式抗原，可高效激活巨噬细胞的cGAS-STING天然免疫通路，诱导强效的特异性抗体免疫应答，是新一代安全高效的蛋白疫苗递送佐剂平台 。

• ‌肿瘤精准药物递送‌：利用苯硼酸基团与肿瘤细胞表面高表达的唾液酸糖链的特异性识别作用，实现递送体系的肿瘤靶向富集，同时依托pH响应降解特性，在肿瘤微环境中快速释放负载的化疗药物或基因药物，大幅降低系统毒副作用。

• ‌可降解组织工程支架‌：通过光聚合反应将丙烯酸酯封端的PBAE-G交联成三维水凝胶支架，兼具可调的机械强度与可控的降解速率，可作为细胞3D培养的支架材料，用于软组织修复与再生医学研究。

PS-SI：聚苯乙烯-异戊二烯二嵌段共聚物

PS-SI-PS：聚苯乙烯-异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物

PS-SB：聚苯乙烯-丁二烯二嵌段共聚物

PS-SB-PS：聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物

PEO2200-PS5000

PS5000-b-PEO2200

PS18000-PEO7500

PS5000-b-PEO2500

PS50-b-PEO114

PS18000-b-PEO7500

PS-PEO-NH2

PS-PEO-COOH聚苯乙烯-聚环氧乙烷-羧基

PS-PEO-NHS聚苯乙烯-聚环氧乙烷-活化酯

PS-PEO-MAL

PS-PEO-Br

PS-PEG-NH2

PS-PEG-COOH

PS-PEG-NHS

PS-PEG-MAL

PS-b-PEO-NH2

PS-b-PEO-COOH聚苯乙烯-聚环氧乙烷-羧基

PS-b-PEO-NHS聚苯乙烯-聚环氧乙烷-活化酯

PS-b-PEO-MAL