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384835-53-4，18:1 BIOTINYL PE的制备方法有哪些

2025-08-08 [16]
18:1 BIOTINYL PE（生物素化的 18 碳单不饱和磷脂酰乙醇胺）是一种生物素修饰的磷脂，其中 “18:1" 指分子中含 18 碳单不饱和脂肪酸链（通常为油酰基，即 Δ9 - 十八碳烯酰基），“PE" 代表磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine），“BIOTINYL" 表示乙醇胺的氨基被生物素基团修饰。其制备核心是通过化学方法将生物素基团偶联到 18:1 PE 的氨基上，常用方法如下：

一、核心原理

18:1 PE 的结构中，甘油骨架的 3 位连接磷酸乙醇胺基团，其中乙醇胺的末端含游离氨基（-NH₂）；生物素分子（biotin）含羧基（-COOH），需先活化羧基使其具备与氨基反应的活性，再通过酰胺化反应与 18:1 PE 的氨基形成稳定的酰胺键（-CONH-），最终得到生物素化产物。

二、常用制备方法（化学合成法）

方法 1：NHS - 生物素活化法

利用 N - 羟基琥珀酰亚胺（NHS）活化生物素的羧基，生成高活性的 NHS - 生物素酯，再与 18:1 PE 的氨基反应。
步骤详解
  1. 原料准备

    • 18:1 PE：通常为1,2 - 二油酰基 - sn - 甘油 - 3 - 磷酸乙醇胺（DOPE），因油酰基（18:1 Δ9c）是最常见的 18 碳单不饱和脂肪酸链，可通过商业购买或实验室合成。

    • 生物素活化试剂：NHS - 生物素（N-hydroxysuccinimide biotin，商业可得，或自制：生物素与 NHS 在碳二亚胺如 DCC 催化下反应生成）。

    • 溶剂：选用磷脂和生物素衍生物均溶解的有机溶剂，如氯仿 / 甲醇混合液（体积比 2:1） 或二氯甲烷。

    • 催化剂：加入有机碱（如三乙胺）中和反应生成的酸，促进酰胺化反应。

  2. 反应过程

    • 将 DOPE（1 eq）溶于上述溶剂，加入过量的 NHS - 生物素（1.2-1.5 eq，过量提高反应率），再滴加少量三乙胺（1-2 eq）。

    • 室温下搅拌反应 4-12 小时（可通过 TLC 监测反应进度，展开剂用氯仿 / 甲醇 / 水 = 65:25:4）。

    • 反应原理：NHS - 生物素的酯基与 DOPE 的氨基反应，释放 NHS，形成生物素 - PE 酰胺键。

  3. 产物纯化

    • 反应结束后，旋蒸除去溶剂，残留固体用少量氯仿溶解。

    • 通过硅胶柱层析纯化：以氯仿 / 甲醇混合液（初始比例 9:1，逐步提高甲醇比例至 7:3）为洗脱剂，收集含目标产物的流分（TLC 检测，Rf 值低于原料 DOPE，因生物素增加极性）。

    • 合并纯流分，旋蒸干燥，得到白色或类白色固体产物 18:1 BIOTINYL PE。

方法 2：EDC/NHS 联用活化法

若直接使用生物素（而非 NHS - 生物素），可通过 1 - 乙基 - 3-（3 - 二甲基氨基丙基）碳二亚胺（EDC）活化羧基，同时加入 NHS 稳定活化中间体，提高反应效率。
步骤要点

  1. 溶剂选用DMF（二甲基甲酰胺）或氯仿 / 甲醇混合液，避免水过多（EDC 在水中易水解）。

  2. 依次加入 DOPE（1 eq）、生物素（1.2 eq）、EDC（1.5 eq）、NHS（1.5 eq），室温搅拌 8-16 小时。

  3. 纯化步骤同方法 1（硅胶柱层析）。

方法 3：酶促合成法（辅助方法）

利用脂肪酶或酰胺合成酶催化生物素与 18:1 PE 的偶联，适用于对化学试剂敏感的场景，但效率较低，较少用于大规模制备。


  • 条件：在缓冲液（如 PBS，pH 7.0-7.5）中，加入酶（如胰脂肪酶）、DOPE 和生物素，37℃反应 24-48 小时。

  • 缺点：反应速率慢，副产物较多，需严格控制酶活和 pH。

三、关键注意事项

  1. 溶剂选择：需兼顾磷脂（疏水性）和生物素衍生物（中等极性）的溶解性，避免使用强极性溶剂（如纯水）导致磷脂析出。

  2. 反应条件：控制温度（室温为宜，高温可能导致磷脂氧化或生物素分解）和 pH（弱碱性环境利于氨基亲核攻击）。

  3. 纯化验证：通过核磁共振（¹H NMR，检测生物素特征峰 δ 4.3-4.5）、质谱（ESI-MS，目标分子量约 1000-1100 Da）确认产物结构。

关于我们:

陕西星贝爱科生物科技经营的产品种类包括有：合成磷脂、高分子聚乙二醇衍生物、嵌段共聚物、磁性纳米颗粒、纳米金及纳米金棒、近红外荧光染料、活性荧光染料、荧光标记物、蛋白交联剂、小分子PEG衍生物、点击化学产品、树枝状聚合物、环糊精衍生物、大环配体类、荧光量子点、透明质酸衍生物、石墨烯或氧化石墨烯、碳纳米管、富勒烯，二氧化硅及介孔二氧化硅，聚合物微球，近红外荧光染料，聚苯乙烯微球，上转换纳米发光颗粒，MRI核磁造影产品，荧光蛋白及荧光探针等等。

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DMG-C-mPEG2000，1019000-64-6

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1,2-二油酰氧基-3-(二甲氨基)丙烷(DODAP)，127512-29-2

(S)-DPPE| (S)-二棕榈酰磷脂酰乙醇胺(手性异构体)，71357-99-8

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