DSPE-PEG2K-转铁蛋白，DSPE-PEG2000-Transferrin， DSPE-PEG2K-Tf，磷脂-聚乙二醇-转铁蛋白

DSPE-PEG2K-转铁蛋白是一种典型的脂质-聚合物-蛋白质偶联分子，由磷脂 DSPE（1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷脂酰乙醇胺）、分子量约为 2000 的聚乙二醇（PEG2K）以及转铁蛋白（Transferrin，Tf）通过共价方式连接而成。该结构兼具脂质的自组装能力、PEG 的水溶性与空间缓冲作用，以及转铁蛋白的受体识别特性，常用于构建功能化脂质体、靶向纳米载体和蛋白修饰递送系统。其合成与纯化过程以“PEG 末端活化—蛋白偶联—温和分离”为核心，强调反应条件温和、结构保持完整以及蛋白活性保护。

以下从合成原理、具体合成流程以及纯化与表征过程三个方面，对 DSPE-PEG2K-转铁蛋白的合成及纯化过程进行系统描述。

一、合成原理

DSPE-PEG2K-转铁蛋白的合成基础是经典的羧基-胺基偶联反应机制。在该体系中：

DSPE-PEG2K 末端通常带有羧基（–COOH）；

转铁蛋白分子表面富含赖氨酸残基，含有大量自由胺基（–NH₂）；

通过 EDC/NHS 体系将 PEG 末端羧基活化；

活化后的中间体与转铁蛋白胺基发生亲核反应，生成稳定的酰胺键。

该方法的优点是反应条件温和、水相体系即可进行，不会破坏蛋白质的三级结构，同时形成的酰胺键稳定性较高，适合后续纳米体系构建。

二、合成过程
1. 原料准备

主要原料包括：

DSPE-PEG2K-COOH；

转铁蛋白（通常溶于 PBS 或缓冲液中）；

偶联试剂：EDC、NHS；

反应溶剂：PBS、MES 缓冲液或少量 DMSO 辅助溶解。

所有溶液需提前过滤除菌，并在低温条件下操作以保持蛋白结构稳定。

2. PEG 羧基活化

将 DSPE-PEG2K-COOH 溶解于 MES 缓冲液（pH 5.5–6.0）；

按摩尔比例加入 EDC 和 NHS；

室温反应 30 分钟至 1 小时；

PEG 末端羧基转化为 NHS 活性酯中间体。

该步骤的目的是提高羧基反应活性，为后续与转铁蛋白偶联提供化学基础。

3. 转铁蛋白偶联反应

将转铁蛋白溶解于 PBS 缓冲液（pH 7.2–7.4）；

将活化后的 DSPE-PEG2K-NHS 缓慢加入转铁蛋白溶液中；

在 4℃ 或室温轻微搅拌反应 12–24 小时；

转铁蛋白表面的胺基与 PEG 活性酯发生反应，形成酰胺键连接结构。

此时得到的产物为：
DSPE–PEG2K–CONH–转铁蛋白

三、纯化过程

反应结束后体系中通常包含：

未反应转铁蛋白；

游离 DSPE-PEG2K；

剩余 EDC、NHS；

副产物；

目标产物 DSPE-PEG2K-Tf。

因此必须进行温和纯化，以保证蛋白结构和功能完整。

1. 透析纯化

最常用方法为透析：

选择 MWCO 50–100 kDa 的透析袋；

在 PBS 或去离子水中透析 24–48 小时；

定期更换透析液；

去除小分子杂质和游离 PEG。

该方法操作简单，对蛋白影响较小。

2. 凝胶过滤色谱

对于高纯度需求，可进一步使用：

Sephadex G-100 或 Superdex 200 色谱柱；

利用分子尺寸差异分离 DSPE-PEG2K-Tf 与游离转铁蛋白；

收集高分子洗脱峰部分作为目标产物。

3. 超滤浓缩

透析或色谱后可通过超滤管进行浓缩：

分子量截断 50 kDa；

提高样品浓度；

便于后续冻干或储存。

四、产物表征

合成与纯化完成后，通常需要进行结构确认：

SDS-PAGE
观察分子量上移，证明 PEG 和 DSPE 成功连接。

紫外吸收光谱
检测 280 nm 蛋白特征吸收峰，结合 PEG 修饰变化判断偶联程度。

动态光散射（DLS）
检测其自组装形成纳米颗粒后的粒径分布。

BCA 或 Bradford 法
测定蛋白含量，用于计算接枝率。

五、合成与纯化过程的技术特点

DSPE-PEG2K-转铁蛋白的合成及纯化具有以下特点：

反应条件温和
整个过程在水相或弱缓冲体系中完成，适合蛋白体系。

结构稳定
形成的是酰胺键连接，化学稳定性较高。

蛋白活性保持性好
无高温或强有机溶剂处理，有利于维持转铁蛋白构象。

纯化方式简单
透析与凝胶过滤即可完成，不需要复杂分离设备。

适配性强
同样路线可用于 DSPE-PEG-白蛋白、DSPE-PEG-抗体等蛋白偶联体系。

六、总结

DSPE-PEG2K-转铁蛋白的合成及纯化过程本质上是一条典型的“脂质-PEG-蛋白”模块化偶联路线，其核心流程为：

DSPE-PEG2K-COOH → EDC/NHS 活化 → 转铁蛋白偶联 → 透析/色谱纯化 → 成品

在该过程中：

DSPE 提供脂质锚定结构；

PEG2K 提供水溶性与空间缓冲；

转铁蛋白作为功能蛋白暴露于分子外层；

酰胺键保证三者连接稳定；

透析和凝胶过滤实现温和高效纯化。

这种合成与纯化体系结构清晰、操作可控、重复性好，是功能化脂质材料中非常成熟的一类制备路线，为后续构建靶向脂质体、蛋白修饰纳米载体及复合递送系统提供了稳定可靠的化学基础。