PEG修饰核酸定制:多种PEG结构与功能基团可选

核酸(DNA、RNA、siRNA、ASO、适配体aptamer)存在体内易被核酸酶降解、肾脏快速清除、水溶性有限、非特异性吸附较强等问题,直接限制体内动物实验与核酸药物前体研究。PEG共价修饰核酸是解决该难题的重要策略;但核酸-PEG偶联对连接位点、PEG拓扑结构、端基活性基团、合成纯化条件要求严苛,普通实验室很难自主完成高质量偶联制备PMC。

可选择PEG拓扑结构类型

PEG结构类型 说明与适用场景
线性单分散d-PEG(短链PEGspacer) PEG2-PEG24短间隔臂;适合保留核酸杂交活性,用作连接间隔,适配后续点击偶联靶向配体;适合探针构建
线性长链PEG 常规m-PEG;分子量500-20000Da;提升水溶性,增加水化层,延长体内循环半衰期;适配aptamer、ASO修饰
Y型(两支点分支PEG) Y-PEG;增大流体力学半径,降低肾小球滤过;多用于siRNA、适配体的长效化修饰
多臂星型PEG(4-arm/6-arm-PEG) 多端活性位点;可同时偶联多条核酸或者同时接靶向配体;用于构建核酸-聚合物纳米前体

可选末端功能活性基团(核酸–PEG连接基团)

l 氨基(-NH₂)、巯基(-SH)、羧基(-COOH)、NHS活性酯

l 马来酰亚胺(MAL)、炔基(Alkyne)、叠氮(N₃)、DBCO(无铜点击)

l 生物素Biotin、胆固醇Cholesterol、FA叶酸、RGD靶向肽预连接PEG

支持异双官能团PEG,一端连接核酸,另一端预留活性位点用于后续偶联染料、多肽、小分子药物,实现多功能化构建

核酸修饰位点选择

5’端修饰(优先推荐):对核酸双链退火、碱基配对干扰较小,siRNA常修饰正义链5′-末端

3’端修饰:适合保护核酸3-末端抵御核酸酶降解;适配反义寡核苷酸

链内碱基修饰(内部定点PEG):需评估序列,避免破坏核酸二级结构;定制难度较高

双链核酸单链修饰/双链两端同时修饰,按需设计方案

合成纯化与质控表征(交付配套检测)

合成偶联方案开发;固相亚磷酰胺修饰或者后合成液相偶联两种工艺路线可选;

分离纯化:制备级离子对反相HPLC、PAGE凝胶纯化;去除游离核酸、游离PEG杂质;

表征检测:MALDI-TOF-MS(分子量确证)、分析型HPLC、UV-Vis紫外定量、变性PAGE电泳;

随货出具COA质检报告;交付规格支持mg级小试,可拓展g级放大制备;核酸全程无酶降解管控(RNA/siRNA定制严格无RNase环境操作)。

 

核心科研应用领域

经PEG修饰后的改性核酸,性能大幅优化,可广泛应用于生命科学、生物医药、分子Diagnosis、纳米材料等多领域科研研究,核心应用场景如下:

核酸药物研发:siRNA、ASO、miRNA等寡核苷酸药物长效化改造,优化药代动力学参数,降低免疫原性,助力核酸药物前体筛选与研发;

靶向递送系统构建:结合靶向基团、脂质基团修饰,构建PEG化核酸-LNP递送体系、多肽-核酸偶联递送体系,提升核酸细胞摄取效率与靶组织靶向性;

生物检测与探针研发:制备高稳定性、高特异性PEG化核酸探针、适配体传感器,用于体外分子检测、细胞成像、活体示踪;

基因编辑研究:优化CRISPR gRNA稳定性,降低降解速率,提升基因编辑效率与特异性;

纳米生物材料制备:利用多臂PEG核酸构建多功能核酸纳米组装体、智能响应型生物材料,用于tumor靶向、准确诊疗研究。 

定制流程

客户提供核酸序列→技术评估(修饰位点、PEG分子量、拓扑结构、末端官能团选型)→偶联工艺开发→纯化分离→全套表征检测→COA报告出具→样品交付

 

 

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