背景介紹
生物偶聯(lián)是一種將分子或細胞表面與其他分子或細胞結(jié)合起來的方法，以形成特定的分子間相互作用。生物偶聯(lián)試劑最重要的特征是其化學反應基團，反應基團是化學修飾方法和機制建立的基礎(chǔ)。
蛋白質(zhì)交聯(lián)劑（Protein Crosslinking Agents）是一類小分子化合物，具體2個或者更多的針對特殊集團（-NH2 、-COOH、-HS等）的反應末端，可以和2個或者更多的分子分別偶聯(lián)，從而使這些分子結(jié)合在一起。這種交聯(lián)反應可以改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能和穩(wěn)定性，從而影響其生理活性或物理性質(zhì)。蛋白質(zhì)交聯(lián)劑的應用非常廣泛?？梢杂糜谘芯康鞍踪|(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，用于制備高性能生物材料，如生物膠水、蛋白質(zhì)納米顆粒等。在藥物研發(fā)上，蛋白質(zhì)交聯(lián)劑被用來修飾藥物分子，改變其藥代動力學性質(zhì)和穩(wěn)定性，提高藥效。此外，蛋白質(zhì)交聯(lián)劑還可用于細胞醫(yī)學和組織工程等領(lǐng)域。
常用交聯(lián)劑反應基團
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反應類型 |
靶點（靶標功能基團） |
化學反應基團 |
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氨基反應 |
-NH2 |
NHS酯 亞氨酸酯 五氟苯酯 羥甲基膦 |
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羧基-氨基反應 |
-COOH |
碳二亞胺（例如EDC） |
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巰基反應 |
-SH |
馬來酰亞胺 鹵代乙?；ㄤ?/span>-、氯-或碘-） 吡啶二巰基 硫代磺酸鹽 乙烯基砜 |
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醛基反應（如：氧化糖、羰基） |
-CHO |
酰肼 烷氧基胺 NHS酯 |
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光反應（無選擇性、隨即插入） |
隨機 |
雙吖丙啶 芳香疊氮 |
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羥基（非水性）反應 |
-OH |
異氰酸鹽 |
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疊氮反應 |
-N3 |
炔烴 膦 |
小翌為大家提供了四大類型共四十余種的生物偶聯(lián)試劑，助力生物醫(yī)藥研究：
同型雙功能交聯(lián)劑在間隔臂兩端具有相同的反應基團。通常，它們只能用于一步法反應過程中，以隨機“固定”或聚合含有相似功能基團的分子。例如，將氨基-氨基交聯(lián)劑添加到細胞裂解液中，將導致蛋白質(zhì)亞基、相互作用蛋白質(zhì)以及在溶液中其賴氨酸側(cè)鏈恰好彼此鄰近的任何其他多肽發(fā)生隨機偶聯(lián)。這是捕獲所有蛋白質(zhì)相互作用的“快照”的理想方法，但不能滿足需要精確交聯(lián)的應用需求。以氨基微球為例，我們可以選擇兩端同時含有醛基、NHS酯等具備氨基反應活性的交聯(lián)劑，交聯(lián)劑的一端可以與微球表面的氨基反應，另外一端則與抗體上的氨基反應。但由于交聯(lián)劑兩端的官能團均可與微球表面的氨基反應，若條件不當，則容易因微球自身交聯(lián)而產(chǎn)生聚集，為了避免該現(xiàn)象的發(fā)生，該反應需要添加大大過量的交聯(lián)劑。
Disuccinimidyl glutarate（DSG）戊二酸琥珀酰亞胺酯（21034ES），是不溶水的同型雙功能 N-羥基琥珀酰亞胺（NHS酯）交聯(lián)劑，通常用于將放射性標記配體與細胞表面受體偶聯(lián)。
圖1.DGS結(jié)構(gòu)圖
異型雙功能交聯(lián)劑
異型雙功能交聯(lián)劑的兩端具有不同的反應基團。這些試劑不僅可以對具有各自靶標功能基團的分子進行單步法偶聯(lián)，而且可以進行順序（兩步法）偶聯(lián)，最大程度的減少不想要的聚合或自身偶聯(lián)。在順序偶聯(lián)過程中，首先使用交聯(lián)劑最不穩(wěn)定的基團使異型雙功能試劑與一種蛋白質(zhì)反應。除去過量的未反應的交聯(lián)劑后，將經(jīng)修飾的第一種蛋白質(zhì)加入到含有第二種蛋白質(zhì)的溶液中，在該溶液中，通過交聯(lián)劑的第二反應基團發(fā)生反應。
N-Succinimidyl maleimidoacetate（AMAS）馬來酰亞胺基乙酸琥珀酰亞胺酯（21015ES）是一種具有NHS酯和馬來酰亞胺基團的異雙功能交聯(lián)劑，允許含胺和巰基的分子的共價結(jié)合。
圖2.AMAS結(jié)構(gòu)圖
生物素和脫硫生物素標記試劑
生物素化試劑可用于靶向各種功能基團，包括伯胺、巰基、碳水化合物和羧基。此外還有對光活化產(chǎn)生非特異性反應的光敏性生物素化合物可供選擇。這種功能基團特異的種類多樣非常有用，有助于選擇不會使靶標大分子失活的生物素化試劑。
Biotin-PFP 五氟苯酚生物素酯（21002ES）是一種五氟苯酯生物素化試劑，具有與 NHS-生物素相似的特性，但更具反應性，并將靶向生物素化的伯胺和仲胺。
圖3.Biotin-PFP結(jié)構(gòu)圖
用于蛋白質(zhì)還原和變性的修飾試劑
蛋白修飾試劑可以通過交聯(lián)、片段化、變性、還原二硫鍵或添加不同輔基（如聚乙二醇化）等方式對蛋白進行修飾，這些修飾使得在各種環(huán)境下都可對蛋白進行操作，以便對蛋白功能和相互作用進行研究。
TCEP hydrochloride（TCEP·HCl）三(2-羧乙基)膦鹽酸鹽（20330ES）是一種不含硫醇基且無臭的化合物，廣泛應用于生物化學和分子生物學中，用作多肽或蛋白質(zhì)的二硫鍵還原劑。適用于凝膠電泳以及固相金屬離子親和層析（IMAC）的準備步驟，用作還原劑來破壞蛋白內(nèi)或蛋白間的二硫鍵。也特別適用于馬來酰亞胺偶聯(lián)半胱氨酸殘基反應，它能夠預防半胱氨酸殘基形成二硫鍵，也不會像DTT或β-ME，本身易與馬來酰亞胺反應。RNA分離實驗也常用于組織勻漿步驟。
圖4.TCEP·HCl結(jié)構(gòu)圖
產(chǎn)品信息
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產(chǎn)品名稱 |
CAS NO. |
貨號 |
規(guī)格 |
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二硫蘇糖醇(DTT) |
3483-12-3 |
10 g/100 g/1 kg |
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三（2-羰基乙基）膦鹽酸鹽（TCEP.HCL) |
51805-45-9 |
1 g/5 g/10 g |
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4-(N-馬來酰亞胺基甲基)環(huán)己烷-1-羧酸琥珀酰亞胺酯 |
64987-85-5 |
100 mg/1 g/5 g |
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4-(N-馬來酰亞胺甲基)環(huán)己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亞胺酯鈉鹽（Sulfo-SMCC） |
92921-24-9 |
25 mg/100 mg |
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N-羥基琥珀酰亞胺磺酸鈉鹽(Sulfo-NHS ) |
106627-54-7 |
250 mg/1 g/5 g |
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3-馬來酰亞胺丙酸N-羥基琥珀酰亞胺酯(BMPS) |
55750-62-4 |
25 mg/100 mg |
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N,N,N',N'-四甲基對苯二胺 |
100-22-1 |
5 g/25 g |
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五氟苯酚生物素酯(Biotin-PFP) |
120550-35-8 |
100 mg/1 g |
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6-[生物素酰氨基]己酸磺基琥珀酰亞胺酯 |
127062-22-0 |
10 mg/50 mg |
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2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基氨基甲酸叔丁酯 （Boc-NH-PEG3） |
153086-78-3 |
1 g/5 g |
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4-馬來酰亞胺基苯甲酸 |
17057-04-4 |
1 g/5 g |
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三乙二醇雙(對甲苯磺酸酯) (PEG3-Tos) |
19249-03-7 |
25 g/250 g |
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4-硝基苯基磷酸二鈉鹽六水合物（PNPP) |
333338-18-4 |
5 g/25 g |
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生物素-N-羥基丁二酰亞胺活化脂（Biotin-NHS） |
35013-72-0 |
1 g/5 g |
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異丙基1-硫代-β-D-半乳糖吡喃糖苷(IPTG ) |
367-93-1 |
25 g/100 g |
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N-丙烯酰氧琥珀酰亞胺 |
38862-24-7 |
25 g/100 g |
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碘乙酸 N-羥基琥珀酰亞胺酯 |
39028-27-8 |
100 mg/1 g |
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三(2-氰乙基)膦 (TCP) |
4023-53-4 |
5 g/25 g |
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雙馬來酰亞胺基乙烷（97%） |
5132-30-9 |
100 mg/1 g |
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6-馬來酰亞胺基己酸(EMCA) |
55750-53-3 |
5 g/25 g |
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馬來酰亞胺基乙酸琥珀酰亞胺酯(AMAS) |
55750-61-3 |
25 mg/100 mg |
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6-(馬來酰亞胺基)己酸琥珀酰亞胺酯（EMCS） |
55750-63-5 |
1 g/5 g |
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4-馬來酰亞胺丁酸（MBA） |
57078-98-5 |
5 g/25 g |
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11-馬來酰亞胺十一烷酸（KMUA） |
57079-01-3 |
5 g/25 g |
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3,3'-二硫代二丙酸二(N-羥基丁二酰亞胺)酯(DSP) |
57757-57-0 |
1 g/5 g |
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3-馬來酰亞胺基苯甲酸琥珀酰亞胺酯（MBS) |
58626-38-3 |
250 mg/1 g |
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N,N,N',N'-四甲基對苯二胺二鹽酸鹽（TMPD） |
637-01-4 |
5 g/25 g |
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生物素酰肼 |
66640-86-6 |
100 mg/1 g |
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雙琥珀酰亞胺辛二酸酯(DSS) |
68528-80-3 |
5 g/25 g |
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乙二醇雙(丁二酸N-羥基琥珀酰亞胺酯)（EGS) |
70539-42-3 |
1 g/5 g |
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N-琥珀酰亞氨基6-生物素氨己酸(Biotin-AC5-Osu) |
72040-63-2 |
100 mg/1 g |
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6-生物素氨基己酸 |
72040-64-3 |
1 g/5 g |
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3-馬來酰亞胺基丙酸（MPA） |
7423-55-4 |
5 g/25 g |
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4-馬來酰亞胺基丁酸-N-琥珀酰亞胺酯（GMBS) |
80307-12-6 |
1 g/5 g |
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11-馬來酰亞胺十一烷酸 N-琥珀酰亞胺酯(KMUS) |
87981-04-2 |
25 mg/100 mg |
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ε-馬來酰亞胺己酸磺基琥珀酰亞胺酯（Sulfo-EMCS） |
215312-86-0 |
25 mg/100 mg |
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(+)-生物素-4-硝基苯酯(Biotin-ONP) |
33755-53-2 |
1 g/5 g |
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3,3'-二硫代雙(磺酸琥珀酰亞氨基丙酸酯) (DTSSP) |
81069-02-5 |
100 mg |
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2-馬來酰亞胺基乙酸(MAA) |
25021-08-3 |
1 g/5 g |
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戊二酸琥珀酰亞胺酯 |
79642-50-5 |
250 mg/1 g |
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N-乙基馬來酰亞胺 |
128-53-0 |
5 mg/10 mg |
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D-生物素 |
58-85-5 |
1 g/10 g |
