点击化学及其在生物医学领域中的应用

点击化学及其在生物医学领域中的应用

点击化学法主要由诺贝尔化学奖获得者sharpless于2001年提出，其以组合化学为基础，经过一系列革命性变化的合成方法，为一种新型的快速合成大量化合物方法。由于其具备反应条件温和、产物收率高、高度选择性、产物速率快、产物易分离等优点，使得其在各种用途的生物医用领域中得到广泛应用，并为其提供较多便利，逐渐受到国内、国外科学家的关注。为更加深入地了解点击化学法在生物医学领域中的应用效果，现综述如下。

1 点击化学概述

点击化学被称作链接化学、动态组合化学，属于一个模块合成概念，为一种选用易得原料，经过可靠性、模块化、高选择性、高效率的化学转变，进而实现碳杂原子连接（c-s-c），通过应用低成本快速合成各类新化合物组合化学方法，突破传统有机合成，为目前化学领域发展较显著的一个趋势。

点击化学具备的优异特征可使应用分子裁剪手段模块组合成复杂化合物，主要包括树枝状分子、星形聚合物、梳形聚合物、糖类衍生物及蛋白质及生物杂化物等生物医学材料。

2 点击化学法及其在生物医学领域中的应用

2.1 应用至合成基因载体领域

研究指出，临床已将点击化学法应用到合成基因载体领域中，且在高转染效率与低细胞毒性的基因载体中已经获得一定进展。应用电极化学反应合成法，主要将聚天冬酰胺作为基础，成分主要以含有双硫键聚乙烯亚胺衍生物p为主，并以其为载体，作为非病毒基因载体的研究。研究时，使用已合成的叠氮管能化聚合含有双硫键作为载体，单炔终止予聚乙烯亚胺；点击化学反应合成后，主链为聚天冬酰胺，侧链为聚亚胺作，有研究显示，pxss-peis 可和质粒dna与浓缩dna互相结合，之后形成纳米粒子。还有体外试验研究表明，高分子刷被降解后，不仅具备低细胞毒性，而且具备转染活性，表明在基因载体领域中，这种还原可降解分子刷发挥着潜在作用。

2.2 应用至药物释放载体领域

药物载体不仅在药物释放体系中发挥着重要作用，而且还对药效产生决定性作用。点击化学法以其独特性被制备药物释放载体领域的科学家所重视。临床研究指出，通过合成一种叠氮修饰嵌段共聚物，阿霉素-葡萄糖酸酸前体药物与人类β-葡萄糖醛酸酶结合后可互相产生作用，加快恶性肿瘤细胞增长。

与预先经叠氮修饰的嵌段共聚物结合后，两者之间耦合率约为95%。结合后的药物嵌段共聚物会自发性形成胶束，具备单分散、形态小的特点。将其放置到37℃环境及存在β-葡萄糖醛酸镁的环境下，经过5d后，约会释放出40%的药物。置于无酶环境下，则胶束内药物释放率不足5%。通过进一步探讨，结果显示胶束载体不会给细胞产生毒性，在酶相应性癌症治疗领域内该一基因运输载体具有潜在性应用。

2.3 应用至荧光标记领域中

在医疗检测、药物探测及生物技术领域内，生化分析物荧光标记技术为一种主导分析法，主要具备主导作用。报道指出，进行点击化学反应主要对3-叠氮香豆素的聚乙二醇和炔基修饰的牛血清白蛋白应用端基。经过分析后，首先可将其合成一系列端基，主要为3-叠氮香豆素聚乙二醇，蛋白质模型主要应用炔基修饰的牛血清白蛋白，应用点击化学法发生反应之后，即可标记蛋白质原位荧光。将荧光基团接入，使用体积排阻色谱，可准确监测乙二醇和牛血清白蛋白反应程度。

还有研究指出，对细胞荧光进行检测时应用新型免疫荧光标记法，最终可合成两种化合物，其中一种化合物为6-叠氮-乙酸琥珀酰亚胺活性酯；另一种化合物为4-乙炔基-n-乙基-1，8-萘酰亚胺。经过点击化学荧光显色反应后，可形成一种新型免疫分析法，在细胞水平方面，表明同时使用该种方法、传统抗体标记技术及生物素-链霉亲和素免疫荧光检测系统，信号不

会互相干扰且检测灵敏度相同，在未来免疫研究中，其具备广阔的发展潜力和广泛的应用前景。

2.4 应用至药物设计领域内

在生物科学领域内，点击化学在其中应用领域较广泛。有研究指出，通过应用原位点击化学反应，使用高效液相色谱-质谱联用技术，能够找到一种合成乙酰胆碱酯酶抑制剂方法。经过分析后，能够将叠氮和炔构建块乙酰胆碱酯酶孵育液，快速找到4个乙酰胆碱酯酶诱导叠氮和炔构建块形成环加成反应产物，经过进一步研究证实，以上4种产物具备较强的乙酰胆碱酯酶抑制活性。

3 展望

点击化学模块自被提出以来，对药物发现、生物技术领域均产生较大影响。目前，点击化学应用比较广泛的为cu（ⅰ）催化端基炔与叠氮化物huisgen偶极环加成反应（cuaac），虽然cuaac在区域具有较高的选择性和较快的反应速度，但在终产物内依然会存在微量铜盐。因此，研究者开发出一种带有亲和标记的cu（ⅰ）催化剂，其能够从反应混合物中快速分离，且能够再生，另外，对体内应用而言，存在的过渡金属（如铜盐）会给人体细胞与细菌产生毒性。为不增加铜盐含量，研究者开发出一种新型基于炔基叠氮连接法，制备出一种环辛炔衍生物，和叠氮基团联合后形成变形促进环加成反应。

综上所述，在生物医学领域中，点击化学法为其中比较强大的合成工具，且在该领域内发挥着十分重要的作用。但其还处于发展阶段，一些问题尚未解决，需要加大研究力度，最大限度将其潜在性价值充分挖掘出来。