8arm-PEG-(7)DBCO,八臂聚乙二醇二苯环辛炔,点击反应
8arm-PEG-(7)DBCO,八臂聚乙二醇二苯环辛炔,点击反应
8arm-PEG-(7)DBCO/(1)NH₂ 是一种多功能分子试剂,由八臂聚乙二醇(PEG)骨架构成,每条 PEG 链末端通过化学修饰引入不同的官能团,实现“非对称”功能分布。其中七条 PEG 臂末端为 DBCO(Dibenzocyclooctyne)基团,一条 PEG 臂末端为伯胺(–NH₂)基团。这种设计使分子同时具备两类不同反应活性,可以在同一骨架上进行不同类型的化学修饰或偶联反应。
PEG 链的存在为分子提供柔性和水溶性,使偶联反应在水相或含有机共溶剂体系中更易操作。多臂结构增加了可偶联位点数量,同时通过非对称官能团分布实现空间选择性,使研究者可以同时控制不同官能团的反应顺序和反应位置。PEG 链长度通常可调,一般范围为 2–12 个乙二醇重复单元,长度的选择可以调节偶联产物的空间间隔、溶解性以及分子构象。
DBCO 基团属于环状炔烃,能够与叠氮基团发生铜自由条件下的 Strain-Promoted Azide–Alkyne Cycloaddition(SPAAC)点击反应。该反应在温和条件下进行,无需催化剂即可与含叠氮基团的分子形成稳定的 1,2,3-三唑环,实现特异性偶联。SPAAC 反应的高选择性和反应速率使 DBCO 成为常用的水相点击化学试剂,适合在生物体系中对蛋白质、肽、寡核苷酸或其他功能化分子进行标记或交联。
氨基端(–NH₂)可以与羧酸活性酯、异氰酸酯或醛基等反应,形成酰胺键或其他共价连接,实现另一类偶联反应。由于仅有一条臂为氨基,其反应具有空间选择性,可以用于引入单一功能基团或调控偶联顺序,避免全部 PEG 臂同时反应造成产物均一性难以控制。通过这种非对称分布,研究者可以实现同时引入多种功能团,例如荧光团、配体、小分子修饰或其他可操作基团。
8arm-PEG-(7)DBCO/(1)NH₂ 的水溶性良好,可溶于 PBS、HEPES、碳酸盐缓冲液及含少量 DMSO 或 DMF 的体系,便于在水相条件下进行点击或胺偶联反应。其多臂 PEG 骨架在水溶液中保持柔性和分散性,减少分子间聚集,有助于提高偶联效率和反应产物均一性。储存时建议低温、避光、干燥,以保持 DBCO 的反应活性和 PEG 链的稳定性。

在操作中,SPAAC 点击反应无需金属催化剂,可以直接与含叠氮基的分子偶联,适合在生物体系中进行操作。反应条件温和,pH 通常为 6.5–8.5,温度可在室温或低温条件下进行。氨基端偶联反应通常在 pH 7–9 的缓冲液中进行,温和条件下即可形成稳定的酰胺键。在多步偶联实验中,可以先利用 DBCO 进行点击偶联,再通过氨基端进行第二步偶联,实现功能的顺序化引入。
偶联产物可通过透析、分子量切除滤器、凝胶过滤或高效液相色谱(HPLC)进行纯化,以去除未反应的自由试剂和小分子副产物。产物的表征可使用质谱、SDS-PAGE、凝胶电泳或荧光检测等方法,确认官能团修饰情况和偶联程度。PEG 链提供的柔性间隔有助于减少荧光猝灭或空间干扰,使标记和检测更为可靠。
8arm-PEG-(7)DBCO/(1)NH₂ 的设计体现了官能团的非对称分布与多功能性优势:多条 DBCO 臂提供高效 SPAAC 点击反应位点,单条氨基臂提供选择性偶联位点,通过 PEG 链的柔性间隔和空间调控,实现同时多种功能的分子修饰。其化学反应可控、操作条件温和、溶解性良好,适合用于多步偶联、荧光标记、配体修饰、分子交联以及其他实验设计。
操作注意事项包括:避免强光和高温以保护 DBCO 和 PEG 链稳定性;选择合适缓冲液,避免含还原性胺或强酸碱环境干扰官能团反应;控制反应温度、摩尔比和时间,以保证 SPAAC 反应和氨基偶联的选择性;偶联后产物可通过透析、凝胶过滤或 HPLC 纯化,并进行质谱或荧光表征。
总之,8arm-PEG-(7)DBCO/(1)NH₂ 是一种多功能 PEG 试剂,通过非对称官能团分布实现空间选择性和多种反应活性,可在单一骨架上同时进行点击化学和氨基偶联,提供了灵活的分子修饰策略和实验设计可能性。通过调节 PEG 链长度、官能团比例和反应条件,可以获得结构可控、功能多样的偶联产物,为分子修饰、标记和交联实验提供可靠工具。
