化学名称与结构特征
Azide-SS-COOH 是一种含有叠氮基(–N₃)和羧基(–COOH)的功能性化合物,同时分子中包含一个二硫键(–S–S–)作为可还原的连接桥。其化学式通常可表示为 N₃–(CH₂)n–S–S–(CH₂)m–COOH,具体链长可根据供应商略有不同。该化合物将叠氮化学活性与可逆性二硫键特性结合,使其在生物正交化学、可控释放体系以及表面功能化方面具有独特优势。
物理化学性质
Azide-SS-COOH 通常为白色或浅黄色固体,具有良好的溶解性,能溶于二甲基亚砜(DMSO)、乙醇、乙腈等极性有机溶剂,在水中的溶解性受pH影响。由于叠氮基的存在,该分子具有较高的化学反应活性,但在无光、低温条件下可较稳定存储。二硫键部分可在还原剂存在下断裂,如在二硫苏糖醇(DTT)或谷胱甘肽(GSH)条件下,实现可控释放或断裂连接。
英文名 Azidoethyl-SS-propionic acid
CAS号 2228857-32-5
分子量 207.27
分子式 C5H9N3O2S2
化学反应与功能应用
叠氮基反应性:Azide-SS-COOH 的叠氮基能够参与多种生物正交化学反应,尤其是与炔基(alkyne)的“点击化学”(CuAAC,铜催化叠氮-炔烃环加成反应)或 Strain-Promoted Azide-Alkyne Cycloaddition(SPAAC,无铜催化)反应。通过这些反应,可以将 Azide-SS-COOH 高效连接到目标分子或纳米材料表面,形成稳定的共价键。
二硫键可逆性:Azide-SS-COOH 中的二硫桥可以在生理还原环境下断裂,实现药物或信号分子的可控释放。其在肿瘤微环境或胞内还原环境中尤其有用,可用于靶向递药系统或可逆的表面修饰。
羧基反应性:分子末端的羧基可与胺基(–NH₂)通过常规羧基活化反应形成酰胺键,如使用 EDC/NHS 化学偶联。结合叠氮和二硫桥,Azide-SS-COOH 可以作为多功能连接剂,在纳米颗粒表面修饰、蛋白质交联或多功能药物载体中发挥作用。
生物医药应用
靶向药物递送:利用二硫键的可还原性,Azide-SS-COOH 可以将药物分子连接至纳米载体或大分子聚合物上,在胞内还原环境下释放活性药物,实现控释和靶向治疗。
生物正交标记:叠氮基在无铜条件下可与环炔化合物进行 SPAAC 点击反应,因此可用于标记蛋白质、核酸或细胞表面糖类分子,用于成像或追踪研究。
可控材料功能化:在材料化学中,Azide-SS-COOH 可用于制备具有可逆链接的水凝胶或表面功能化层,利用叠氮-炔点击反应进行交联,同时利用二硫键实现可逆拆解或药物释放。
存储与安全性
Azide-SS-COOH 属于含叠氮化合物,具有一定的热敏性和潜在爆炸风险,应储存在低温、避光、干燥条件下,并避免与强还原剂或重金属混合。推荐储存温度为 –20°C 干燥避光密封保存。使用过程中应佩戴手套和护目镜,避免叠氮基直接接触皮肤或眼睛,并防止吸入粉尘。
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