中文名称:八臂聚乙二醇-降冰片烯
英文名称:8arm-PEG-Norbornene(8-arm PEG Norbornene)
别称:8ARM-PEG-NB、八臂PEG降冰片烯、Octa-arm PEG-NB、8-Arm PEG-Bicyclo[2.2.1]heptene
性状:粘稠液体或固体粉末,具体形态取决于PEG链段的分子量大小
溶解性:可溶于水,同时溶于DCM、DMF、DMSO、THF等常用有机溶剂
储存条件:-20℃避光、避湿、干燥保存
纯度:通常不低于95%
保质期:在推荐储存条件下一般为1年
运输条件:常规运输即可,无特殊低温运输要求
供应商:西安瑞禧生物
应用方向:光交联水凝胶制备、生物3D打印墨水、细胞三维培养基质、组织工程支架构建
温馨提示:本产品仅供科研实验使用,不能用于人体实验或临床诊断。
一、材料结构与核心特征
8arm-PEG-Norbornene是一种星型多臂PEG衍生物。其分子以多臂核心为起点,向外延伸出八条聚乙二醇(PEG)链段,每条链段的末端均共价连接一个降冰片烯(Norbornene)官能团。这种“八臂发散”的拓扑结构使得单个分子上携带八个可反应位点,相较于线性PEG衍生物,在交联网络中能够提供更高的交联密度与更均匀的网络节点分布。
降冰片烯是一种含双键的桥环烃结构,其张力环烯烃特性使其在硫醇-烯(thiol-ene)点击反应中表现出较高的反应活性。在光引发剂存在下,降冰片烯的双键可与巯基(-SH)发生自由基加成反应,形成稳定的硫醚键。该反应的一个显著特点是氧阻聚效应较弱,在空气环境下仍能保持较快的凝胶化速率,这对于需要暴露于环境中的操作场景较为有利。八臂PEG骨架则赋予材料良好的水溶性与生物相容性,PEG链段的亲水性与空间位阻效应有助于降低非特异性吸附,为细胞培养或生物分子负载提供相对温和的界面环境。
二、主要应用方向

光交联水凝胶构建

8arm-PEG-Norbornene核心的用途是作为光交联水凝胶的前体材料。将其与含巯基的交联剂(如二硫苏糖醇DTT、四臂PEG-SH或八臂PEG-SH)混合,在光引发剂(如LAP或I2959)存在下经紫外或可见光照射,即可在数秒至数分钟内完成溶胶-凝胶转变。由于交联过程由光照触发,凝胶化的时间与空间位置均可通过光斑大小、照射时长与光强进行调控。这一特性使其适用于图案化水凝胶的制备——借助光掩模版,可在同一水凝胶体系中实现不同区域的选择性交联,或对已成型凝胶进行二次巯基-烯反应以接枝功能肽段。
生物3D打印

在数字光处理(DLP)3D打印体系中,8arm-PEG-Norbornene可作为光敏树脂的核心组分。研究显示,以该材料为基础配制的打印墨水,配合适当的光吸收剂与引发剂,能够打印出具有设定几何形状的水凝胶结构,打印后的凝胶可进一步通过二次点击反应用于生物活性修饰。八臂结构带来的多交联位点有助于在较低聚合物浓度下仍保持打印结构的形态稳定性。
细胞三维培养
经光交联形成的PEG-降冰片烯水凝胶具有较高的水含量与可调的力学性能,其网络结构允许营养物质与代谢产物的扩散。在细胞封装场景中,细胞可在凝胶前体溶液中均匀悬浮,经光照成胶后被包封于三维网络之中。通过调整PEG分子量、聚合物浓度以及巯基与降冰片烯的化学计量比,可在一定范围内调节凝胶的弹性模量,以适应不同细胞类型对基质硬度的偏好。此外,凝胶网络中残留的未反应降冰片烯基团可在成胶后通过二次光照接枝含巯基的细胞黏附肽(如cRGD),为细胞提供特异性黏附位点。
三、相关材料与上下游产品
上游原料与类似物:八臂PEG骨架的合成通常以多羟基核心(如三季戊四醇或六甘油核心)为起始物,经乙氧基化反应延伸PEG链段,再通过酯化或酰胺化反应在末端引入降冰片烯基团。同类多臂降冰片烯衍生物还包括四臂PEG-Norbornene(4arm-PEG-NB),其交联密度与凝胶力学性能与八臂版本存在差异,可根据实验需求选择。此外,末端为巯基的八臂PEG(8arm-PEG-SH)是与本品配对使用的常见交联组分。
下游制剂与应用体系:在制剂层面,本品主要作为水凝胶的组成单元而非独立制剂存在。与本品相关的应用体系包括:用于细胞封装的复合水凝胶(掺入细胞外基质蛋白或功能肽段)、用于药物缓释的载药凝胶网络、以及用于生物打印的复合墨水配方。在检测与表征方面,降冰片烯的取代度可通过核磁共振氢谱(¹H NMR)进行定量,凝胶化过程可通过流变仪的时间扫描模式监测储能模量与损耗模量的变化,交联后的凝胶网络形貌可用扫描电镜观察冷冻干燥后的孔隙结构。