CAS #：1309649-57-7，Biotin-PEG4-azide，生物素-PEG4-叠氮

CAS #：1309649-57-7，Biotin-PEG4-azide，生物素-PEG4-叠氮

 Biotin-PEG4-azide，是一种双功能化衍生物，由生物素（Biotin）通过四聚乙二醇（PEG4）链连接到末端叠氮基（azide）而构成。其分子量中等，约为 426–430 Da（具体根据盐形式略有差异），具有高度可溶性和柔性结构。

分子可分为三部分：

生物素部分：结构包括五元内酰胺和噻唑环，这是生物素-亲和素系统结合的核心区域，提供高亲和力（Kd ≈ 10^-15 M），结构相对刚性。

PEG4 链段：由四个乙二醇单元组成，长度约为 18–20 Å，呈柔性链，提供空间距离以减少偶联物的空间阻碍，同时增加分子水溶性。PEG4 的存在显著改善分子在水溶液中的溶解度与分散性，并降低疏水区域可能导致的非特异性结合。

叠氮基（-N3）末端：小而反应性强，属于亲核-亲电反应中常用的点击化学（CuAAC）官能团，可在温和条件下与烯炔形成稳定三唑环。叠氮基对热、光和金属离子敏感，需避免强还原性环境。

物理状态

Biotin-PEG4-azide 通常为白色或微黄色粉末，外观均匀，易于储存与分装。粉末状态下分子结构稳定，低湿度条件下可长期保存而不显著降解。结晶性不强，通常呈非晶或半结晶状态。其疏水性较低，但由于分子中 PEG 链与生物素的复合疏水区域存在，微量水分可能影响粉末的流动性和团聚倾向。

溶解性特征

该分子水溶性良好，主要得益于 PEG4 链段的亲水性。一般可溶于水、PBS、Tris 缓冲液等生物缓冲体系，也可溶于二甲基亚砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）等极性有机溶剂。溶解度受温度、pH 值及离子强度影响：

温度效应：溶解度随温度升高而增加，但高温可能导致叠氮基热降解。

pH 敏感性：PEG 和生物素结构在中性至弱碱性环境稳定，但在强酸或强碱条件下可能发生水解或脱保护。

离子强度：高盐条件下分子链可能压缩，但总体不影响水溶性，适合生物偶联操作。

热力学与热稳定性

Biotin-PEG4-azide 对热敏感性适中：

分子中叠氮基在 60–70°C 条件下开始分解，产生氮气，因此高温干燥或熔融需谨慎。

生物素环体系热稳定性较高，常规储存条件下不易开环或降解。

PEG 链对热敏感性低，整体提供分子柔性和热缓冲作用。

热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）可用于评估其分解温度与玻璃化行为，但由于分子柔性和非晶状态，通常无明显熔点峰，热分解前结构稳定。

光学性质

Biotin-PEG4-azide 自身不具备强吸收或发射光谱，但生物素环可在紫外区有微弱吸收（≈210–230 nm），主要用于定量检测或偶联验证。叠氮基在长波长光下通常稳定，但强紫外光或激光辐射可导致分解生成自由基或氮气释放，因此实验操作中需避光。

化学稳定性与敏感性

水解稳定性：PEG 链端无易水解基团，生物素环结构稳定，主要降解风险来自叠氮基水解或还原。

氧化/还原敏感性：叠氮基可被还原剂（如硫醇、亚硫酸盐）还原为胺或形成副产物，因此在储存及偶联过程中应避免强还原环境。

光敏性：叠氮基在强紫外光或近紫外光照射下可能光分解，生成氮气或自由基。

英文名称：    Biotin-PEG4-Azide
中文名称：    生物素-PEG4-叠氮
MF：    C20H36N6O6S
MW：    488.60144
CAS：    1309649-57-7

结构式：

物理化学性质总结

分子量：约 426–430 Da

外观：白色或微黄色粉末

溶解性：水、PBS、DMSO、DMF 良好

热稳定性：可耐常温及低温储存，高于 60°C 需注意叠氮基分解

光学特性：弱紫外吸收，无显著荧光

化学敏感性：叠氮基对光、还原剂敏感，PEG 链与生物素环稳定

应用相关物理特性

Biotin-PEG4-azide 的物理特性直接影响其在生物偶联与材料科学中的应用：

高水溶性：便于与蛋白、抗体及小分子偶联，减少非特异性吸附。

柔性 PEG 链：提供空间缓冲，减少偶联物的立体阻碍，提高结合效率。

叠氮基活性：可通过点击化学实现高效率共价偶联，同时通过温和条件维持生物分子功能性。

热与光稳定性：适合常规储存与实验操作，但需避高温和强光。

总的来说，1309649-57-7（Biotin-PEG4-azide）是一种物理化学性质优异的双功能衍生物，其水溶性、热稳定性、柔性链和反应性末端使其在生物标记、点击化学偶联及功能化材料中得到广泛应用。合理控制储存条件和操作环境，可充分发挥其物理特性优势，实现高效、稳定的生物偶联与功能化。