Metoksipolietilena glikol (MPEG) ialah sejenis polietilena glikol (Stake) yang telah melalui metoksilasi, kitaran sintetik termasuk pengembangan pengumpulan metoksi (-OCH3) kepada zarah Stake. Perubahan ini mengubah suai sifat polimer, menjadikannya lebih mudah larut dalam pelarut semula jadi dan kurang cenderung kepada kerjasama dengan protein dan tisu organik yang berbeza dengan Stake yang tidak diubah suai.
Pancang adalah polimer kejuruteraan yang diperbuat daripada unit penggores semula etilena oksida. Ia digunakan secara meluas dalam perusahaan yang berbeza, termasuk ubat-ubatan, produk penjagaan kecantikan, makanan, dan pemasangan, kerana biokompatibiliti, kesolvenan air dan kebolehsuaian mereka.
Methoxylation of Stake boleh dicapai melalui tindak balas sintetik menggunakan metanol atau metil klorida. Polimer mPEG seterusnya mempunyai reka bentuk seperti Stake namun dengan tandan metoksi disambungkan pada penutupan terminal hidroksil (- Kebaikan) rantai polimer. Tahap metoksilasi, atau kuantiti tandan metoksi bagi setiap atom Pancang, boleh berubah-ubah bergantung pada teknik penyatuan tertentu dan sifat yang dikehendaki.
Salah satu kegunaan penting mPEG adalah dalam rangka kerja pengangkutan dadah. mPEG kerap digunakan sebagai salutan atau pengubah suai untuk molekul ubat, nanopartikel dan agen terapeutik lain kerana biokompatibiliti dan imunogenisiti yang rendah. Pengembangan mPEG untuk menenangkan rancangan boleh meningkatkan kekuatan, kebolehlarutan dan sifat farmakokinetiknya, dengan cara ini meningkatkan kecukupan membantu dan mengurangkan kesan tidak mesra.
Walaupun pengangkutan dadah, mPEG menjejaki penggunaan dalam aplikasi yang berbeza. Sebagai contoh, ia digunakan sebagai surfaktan dalam proses pempolimeran emulsi, penstabil dalam rangka kerja koloid, dan minyak dalam kitaran moden. Salutan, pelekat dan pengedap semuanya mendapat manfaat daripada keupayaannya untuk mengubah sifat permukaan bahan.
Potensi mPEG untuk terkumpul dalam badan dari semasa ke semasa dan kesannya terhadap alam sekitar mesti diambil kira walaupun ia digunakan secara meluas. Melalui penciptaan polimer baharu atau pengubahsuaian kepada formulasi sedia ada, penyelidik terus mencari jalan untuk mengurangkan kebimbangan ini.
Secara umumnya, methoxypolythylene glycol ialah polimer fleksibel dengan aplikasi yang berbeza, terutamanya dalam pengangkutan dadah dan sains bahan. Ciri-cirinya yang luar biasa menjadikannya instrumen penting untuk menaik taraf pameran dan kegunaan item yang berbeza merentasi pelbagai perusahaan.
Apakah struktur kimia metoksipolietilena glikol?
Metoksipolietilena glikol(mPEG) ialah polimer yang berasal daripada polietilena glikol (PEG) di mana atom hidrogen pada satu hujung rantai PEG digantikan dengan kumpulan metoksi. Struktur kimianya boleh diwakili sebagai:
CH3-(O-CH2-CH2)nO-CH3
Di mana n mewakili bilangan ulangan etilena glikol. Kumpulan metoksi pada kedua-dua hujung menjadikannya sebagai dimetil eter yang ditamatkan PEG.
Unit pengulangan etilena glikol mencipta tulang belakang polimer hidrofilik yang fleksibel yang larut dalam air dan banyak pelarut organik. Bilangan ulangan (n) boleh berjulat dari 3 hingga beberapa ribu, menghasilkan mPEG dengan berat molekul dari 200 hingga lebih 40,000 Dalton.
Beberapa ciri struktur utama mPEG termasuk:
- Struktur polimer linear dengan kumpulan akhir metoksi hidrofobik dan tulang belakang PEG hidrofilik.
- Berat molekul dikawal oleh bilangan ulangan etilena glikol. Nilai n yang lebih tinggi bersamaan dengan berat molekul yang lebih tinggi.
- Polimer amfifilik yang larut dalam media akueus dan organik.
- Kumpulan akhir hidroksil reaktif ditukar kepada kumpulan metoksi tidak reaktif.
- Peningkatan suhu dan kestabilan pH berbanding PEG yang tidak diubah suai.
- Pilihan berat molekul berbilang membenarkan sifat yang boleh disesuaikan.
Pengubahsuaian metoksi mudah menjadikan mPEG lebih stabil sambil mengekalkan sifat PEG yang baik iaitu keterlarutan tinggi, ketoksikan rendah dan kekurangan imunogenisitas.
Bagaimanakah metoksipolietilena glikol disintesis?
Metoksipolietilena glikoldisintesis daripada polietilena glikol (PEG) melalui proses yang dipanggil sintesis eter Williamson. Berikut adalah langkah-langkah umum:
1. PEG dihasilkan melalui pempolimeran monomer etilena oksida untuk membentuk HO-(CH2-CH2-O)nH.
2. PEG dilarutkan dalam pelarut kering seperti tetrahydrofuran (THF) di bawah keadaan lengai.
3. Logam natrium ditambah untuk menyahprotonasi kumpulan hidroksil PEG menjadi ion alkoksida.
4. Kumpulan alkoksida dialkilasi dengan menambahkan metil iodida, menukar hidroksil reaktif kepada kumpulan metoksi tidak reaktif.
5. Campuran tindak balas ditulen melalui pemendakan dan penapisan untuk mengasingkan produk PEG yang dimetoksilasi.
6. Pembersihan selanjutnya mungkin melibatkan langkah pencucian dan pengeringan tambahan untuk memaksimumkan hasil.
7. Berat molekul dikawal oleh bilangan unit etilena glikol dalam Reaktan PEG permulaan.
Laluan sintetik alternatif termasuk:
- Tindak balas PEG dengan diazometana dan bukannya metil iodida.
- Tindak balas bermangkin logam pelbagai langkah mengaktifkan PEG dengan kumpulan ester sulfonat.
- Pengubahsuaian enzim PEG hidroksil menggunakan mangkin lipase.
Sintesis eter Williamson membolehkan penukaran kumpulan hidroksil PEG yang mudah dan terpilih kepada metoksi. Ini meningkatkan kestabilan dan menghapuskan tapak reaktif pada polimer PEG.
Apakah kegunaan metoksipolietilena glikol?
Metoksipolietilena glikol(mPEG) mempunyai banyak kegunaan merentas industri farmaseutikal, bioperubatan dan lain-lain kerana gabungan sifatnya yang unik. Beberapa aplikasi termasuk:
PEGilasi:mPEG digunakan untuk mengubah suai protein dan enzim farmaseutikal untuk meningkatkan kestabilan dan masa peredarannya. Salutan mPEG menghalang degradasi.
Kenderaan penghantaran dadah- mPEG boleh digunakan untuk melarutkan ubat hidrofobik ke dalam misel atau vesikel skala nano untuk penghantaran yang lebih baik.
Peralatan perubatan- Menyalut permukaan dengan mPEG meminimumkan lekatan protein dan pertumbuhan bakteria. Ini meningkatkan biokompatibiliti implan dan kateter.
Kosmetik: mPEG bertindak sebagai agen pengekalan kelembapan dan pelarut dalam banyak losyen dan krim. Ia memberikan sifat licin dan fleksibel.
Bahan pengawet:mPEG boleh menghalang pertumbuhan bakteria, yis, dan acuan untuk berfungsi sebagai bahan pengawet.
Minyak pelincir: Tingkah laku membasahkan yang sangat baikMetoksipolietilena glikolberguna sebagai salutan pelincir atau aditif dalam gel.
Sintesis kimia:Kumpulan metoksi tidak reaktif membenarkan tindak balas PEGylation terpilih tanpa produk sampingan.
Kedua-dua berat molekul dan peratusan kandungan PEG boleh diubah untuk mencapai sifat fizikal yang diingini untuk aplikasi tertentu. mPEG menawarkan platform serba boleh untuk meningkatkan keterlarutan air, biokompatibiliti dan prestasi sebatian aktif.
Rujukan:
Alconcel, SNS, Baas, AS dan Maynard, HD, 2011. Poli (etilena glikol)–ubat konjugat protein yang diluluskan oleh FDA. Kimia Polimer, 2(7), ms.1442-1448.
Harris, JM dan Chess, RB, 2003. Kesan pegilasi pada farmaseutikal. Nature review Penemuan dadah, 2(3), ms.214-221.
Joralemon, MJ, O'Reilly, RK, Hawker, CJ dan Wooley, KL, 2005. Nanopartikel pautan silang klik shell (SCC): Metodologi baharu untuk sintesis dan kefungsian ortogon. Journal of the American Chemical Society, 127(48), hlm.16892-16899.
Mahou, R. dan Wandrey, C., 2012. Alkoksipolietilena glikol. Ulasan kimia, 112(4), hlm.2351-2390.
Veronese, FM and Pasut, G., 2005. PEGylation, success approach to drug delivery. Penemuan dadah hari ini, 10(21), ms.1451-1458.