Click-Ready脂质偶联：3大策略（Mal/Thiol,Azide/DBCO,TCO/Tetrazine）选型指南

“Click-Ready” 脂质使得科学家能够在不依赖复杂化学反应或苛刻反应条件的情况下，轻松将配体、染料或探针连接到纳米粒和脂质体上。通过这类点击化学策略连接的分子展现出高选择性、优异的水相环境相容性以及极低的副产物生成率。其工作原理是，脂质上的一个功能基团（如马来酰亚胺、 DBCO 、 TCO ）与另一个分子（如配体、染料、标签）上的互补“手柄”（如巯基、叠氮、四嗪）发生特异性“点击”反应。

对于药物递送领域的科学家而言，“Click-ready”脂质极大简化了纳米粒的表面功能化流程，能够实现抗体、多肽或聚合物的精确定位连接，从而达到靶向递送、成像示踪或控制释放的目的。

本概述重点介绍了目前应用最广泛的三种“click-ready”反应对——马来酰亚胺/巯基、叠氮/二苯并环辛炔以及反式环辛烯/四嗪——它们能够实现高效、生物正交的偶联，并说明了如何将它们应用于基于脂质的递送系统以实现有效递送。

与传统替代方案相比，click-ready脂质具有显著优势。它们能够在水溶液中进行位点选择性偶联，允许在颗粒形成后再连接有效载荷。此外，它们有助于维持较小的颗粒尺寸和低多分散性，这与过去使用庞大亲和对的旧方法不同。

 

Maleimide-Thiol（马来酰亚胺/巯基）反应对

 DSPE-PEG (2000) Maleimide 选择性地与游离巯基 (-SH) 反应。一个常见的例子是马来酰亚胺功能基团与多肽上的半胱氨酸残基发生点击反应。这种化学方法被广泛使用，因为它具有位点选择性、条件温和且在中性pH下高效。多肽也可以被标记上荧光附件以便于追踪。

‌该化学方法的最佳实践包括：

• 在PBS或HEPES缓冲液中，将pH维持在6.5-7.0之间。
• 使用非巯基还原剂（如TCEP）以尽量减少副反应。

 

Azide-DBCO（叠氮二苯并环辛炔反应对）

DSPE-PEG (2000)-DBCO 通过无铜应变促进的叠氮-炔环加成反应 (SPAAC)，快速、选择性地与叠氮修饰的伙伴分子反应。一个常见的用途是将叠氮标记的多肽、糖或荧光团点击连接到带有叠氮的颗粒上，以在不苛刻的条件下增加靶向或追踪能力。这对反应备受青睐，因为它是生物正交的、无需催化剂且在接近中性pH下高效，使其成为配方后标记的理想选择。

 

最佳实践：

• 在pH约6.8–7.4的PBS/HEPES缓冲液中操作
• 保持有机共溶剂用量较低（例如≤10% DMSO）
• 使用稍过量的叠氮试剂
• 避免长时间的光照和加热
• 最后通过尺寸排阻色谱或脱盐步骤去除未反应的标记物

 

TCO-Tetrazine（反式环辛烯四嗪反应对）

DSPE-PEG (2000)-TCO 通过逆电子需求狄尔斯-阿尔德反应 (IEDDA)，与四嗪修饰的伙伴分子发生极快速的反应。这种化学方法非常适合在中性、水相条件下进行低浓度或需要极短反应时间的配方后标记。

‌最佳实践 (TCO > 四嗪)

• 在pH约6.8–7.4的PBS或HEPES缓冲液中操作
• 使用稍过量的四嗪试剂
• 避光避热以防氧化
• 通过尺寸排阻或脱盐去除未反应的四嗪
• 避免长时间暴露于高浓度巯基或氧化物环境

 

此反应也可以反向进行：DSPE-PEG (2000)-Tetrazine 与 TCO 标记的多肽、糖或染料通过相同的 IEDDA 点击反应配对。当需要快速、高产率的偶联且不改变颗粒尺寸或多分散性时，这种配对特别有用。

 

‌最佳实践  (Tetrazine > TCO)

• 偏好使用中性缓冲液，有机共溶剂保持低量（如需要，DMSO ≤10%）
• 使用稍过量的TCO试剂
• 避免光照和氧化
• 在室温或更低温度下进行
• 最后进行尺寸排阻/脱盐纯化

‌

  

如何选择“Click-Ready”脂质？根据您的应用场景匹配化学方法：

需要极低浓度或极短接触时间？

‌TCO/Tetrazine（反式环辛烯/四嗪）‌。在中性缓冲液中进行的超快逆电子需求狄尔斯-阿尔德反应；非常适合进行快速的后标记，且对体系干扰极小。

 

需要在标准缓冲液或血清中进行简单、无铜的标记？

‌Azide/DBCO（叠氮/二苯并环辛炔）‌。应变促进的叠氮-炔环加成反应具有广泛的生物正交性，对于染料、糖类和小分子配体的标记非常方便。

 

需要通过半胱氨酸残基连接多肽或蛋白质？

Maleimide/Thiol（马来酰亚胺/巯基）‌。具有位点选择性的硫醚键形成反应；在磷酸盐或HEPES缓冲液中，于pH 6.5–7.0附近进行。

 

 

总结

“Click-ready”脂质是现代生物偶联策略的核心，支持诸如靶向脂质纳米颗粒、抗体药物偶联物、荧光成像探针以及仿生膜模型等多种应用。

每一款Avanti Research™衍生物都经过严格的质量控制生产，提供高纯度和一致的批次间性能。这种可靠性对于‌配方后偶联、纳米颗粒表面功能化以及稳定性研究‌至关重要，使研究人员能够在多样化的实验工作流程中获得可重复且高效的结果。

 

Avanti Research™提供多种生物偶联的脂质，如：

Avanti™ DSPE-PEG2000-Maleimide

Avanti™ DSPE-PEG2000-Azide

Avanti™ DSPE PEG2000-TCO

Avanti™ DSPE-PEG2000-Tetrazine    

 

在我们的‌功能化脂质‌产品系列中探索更多——专为精准偶联和可靠结果而设计