點(diǎn)擊化學(xué)及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

中圖分類號：O641文章編號：1009-2374（2022）10-0042-02DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2022.10.020

點(diǎn)擊化學(xué)法主要由諾貝爾化學(xué)獎獲得者Sharpless于2022年提出，其以組合化學(xué)為基礎(chǔ)，經(jīng)過一系列革命性變化的合成方法，為一種新型的快速合成大量化合物方法。由于其具備反應(yīng)條件溫柔、產(chǎn)物收率高、高度選擇性、產(chǎn)物速率快、產(chǎn)物易分別等優(yōu)點(diǎn)，使得其在各種用途的生物醫(yī)用領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，并為其供應(yīng)較多便利，漸漸受到國內(nèi)、國外科學(xué)家的關(guān)注。為更加深化地了解點(diǎn)擊化學(xué)法在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用效果，現(xiàn)綜述如下。

1點(diǎn)擊化學(xué)概述

點(diǎn)擊化學(xué)被稱作鏈接化學(xué)、動態(tài)組合化學(xué)，屬于一個模塊合成概念，為一種選用易得原料，經(jīng)過牢靠性、模塊化、高選擇性、高效率的化學(xué)轉(zhuǎn)變，進(jìn)而實現(xiàn)碳雜原子連接（C-S-C），通過應(yīng)用低成本快速合成各類新化合物組合化學(xué)方法，突破傳統(tǒng)有機(jī)合成，為目前化學(xué)領(lǐng)域進(jìn)展較顯著的一個趨勢。

點(diǎn)擊化學(xué)具備的優(yōu)異特征可使應(yīng)用“分子裁剪”手段模塊組合成簡單化合物，主要包括樹枝狀分子、星形聚合物、梳形聚合物、糖類衍生物及蛋白質(zhì)及生物雜化物等生物醫(yī)學(xué)材料。

2點(diǎn)擊化學(xué)法及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1應(yīng)用至合成基因載體領(lǐng)域

討論指出，臨床已將點(diǎn)擊化學(xué)法應(yīng)用到合成基因載體領(lǐng)域中，且在高轉(zhuǎn)染效率與低細(xì)胞毒性的基因載體中已經(jīng)獲得肯定進(jìn)展。應(yīng)用電極化學(xué)反應(yīng)合成法，主要將聚天冬酰胺作為基礎(chǔ)，成分主要以含有雙硫鍵聚乙烯亞胺衍生物P為主，并以其為載體，作為非病毒基因載體的討論。討論時，使用已合成的疊氮管能化聚合含有雙硫鍵作為載體，單炔終止予聚乙烯亞胺；點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)合成后，主鏈為聚天冬酰胺，側(cè)鏈為聚亞胺作，有討論顯示，PXSS-PEIs可和質(zhì)粒DNA與濃縮DNA相互結(jié)合，之后形成納米粒子。還有體外試驗討論表明，高分子刷被降解后，不僅具備低細(xì)胞毒性，而且具備轉(zhuǎn)染活性，表明在基因載體領(lǐng)域中，這種還原可降解分子刷發(fā)揮著潛在作用。

2.2應(yīng)用至藥物釋放載體領(lǐng)域

藥物載體不僅在藥物釋放體系中發(fā)揮著重要作用，而且還對藥效產(chǎn)生打算性作用。點(diǎn)擊化學(xué)法以其獨(dú)特性被制備藥物釋放載體領(lǐng)域的科學(xué)家所重視。臨床討論指出，通過合成一種疊氮修飾嵌段共聚物，阿霉素-葡萄糖酸酸前體藥物與人類β-葡萄糖醛酸酶結(jié)合后可相互產(chǎn)生作用，加快惡性腫瘤細(xì)胞增長。

與預(yù)先經(jīng)疊氮修飾的嵌段共聚物結(jié)合后，兩者之間耦合率約為95%。結(jié)合后的藥物嵌段共聚物會自發(fā)性形成膠束，具備單分散、形態(tài)小的特點(diǎn)。將其放置到37℃環(huán)境及存在β-葡萄糖醛酸鎂的環(huán)境下，經(jīng)過5d后，約會釋放出40%的藥物。置于無酶環(huán)境下，則膠束內(nèi)藥物釋放率不足5%。通過進(jìn)一步探討，結(jié)果顯示膠束載體不會給細(xì)胞產(chǎn)生毒性，在酶相應(yīng)性癌癥治療領(lǐng)域內(nèi)該一基因運(yùn)輸載體具有潛在性應(yīng)用。

2.3應(yīng)用至熒光標(biāo)記領(lǐng)域中

在醫(yī)療檢測、藥物探測及生物技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，生化分析物熒光標(biāo)記技術(shù)為一種主導(dǎo)分析法，主要具備主導(dǎo)作用。報道指出，進(jìn)行點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)主要對3-疊氮香豆素的聚乙二醇和炔基修飾的牛血清白蛋白應(yīng)用端基。經(jīng)過分析后，首先可將其合成一系列端基，主要為3-疊氮香豆素聚乙二醇，蛋白質(zhì)模型主要應(yīng)用炔基修飾的牛血清白蛋白，應(yīng)用點(diǎn)擊化學(xué)法發(fā)生反應(yīng)之后，即可標(biāo)記蛋白質(zhì)原位熒光。將熒光基團(tuán)接入，使用體積排阻色譜，可精確?????監(jiān)測乙二醇和牛血清白蛋白反應(yīng)程度。

還有討論指出，對細(xì)胞熒光進(jìn)行檢測時應(yīng)用新型免疫熒光標(biāo)記法，最終可合成兩種化合物，其中一種化合物為6-疊氮-乙酸琥珀酰亞胺活性酯；另一種化合物為4-乙炔基-N-乙基-1，8-萘酰亞胺。經(jīng)過點(diǎn)擊化學(xué)熒光顯色反應(yīng)后，可形成一種新型免疫分析法，在細(xì)胞水平方面，表明同時使用該種方法、傳統(tǒng)抗體標(biāo)記技術(shù)及生物素-鏈霉親和素免疫熒光檢測系統(tǒng)，信號不會相互干擾且檢測靈敏度相同，在將來免疫討論中，其具備寬闊的進(jìn)展?jié)摿蛷V泛的應(yīng)用前景。

2.4應(yīng)用至藥物設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)

在生物科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，點(diǎn)擊化學(xué)在其中應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛。有討論指出，通過應(yīng)用原位點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，使用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，能夠找到一種合成乙酰膽堿酯酶抑制劑方法。經(jīng)過分析后，能夠?qū)B氮和炔構(gòu)建塊乙酰膽堿酯酶孵育液，快速找到4個乙酰膽堿酯酶誘導(dǎo)疊氮和炔構(gòu)建塊形成環(huán)加成反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)過進(jìn)一步討論證明，以上4種產(chǎn)物具備較強(qiáng)的乙酰膽堿酯酶抑制活性。

3展望

點(diǎn)擊化學(xué)模塊自被提出以來，對藥物發(fā)覺、生物技術(shù)領(lǐng)域均產(chǎn)生較大影響。目前，點(diǎn)擊化學(xué)應(yīng)用比較廣泛的為Cu（Ⅰ）催化端基炔與疊氮化物Huisgen偶極環(huán)加成反應(yīng)（CUAAC），雖然CUAAC在區(qū)域具有較高的選擇性和較快的反應(yīng)速度，但在終產(chǎn)物內(nèi)依舊會存在微量銅鹽。因此，討論者開發(fā)出一種帶有親和標(biāo)記的Cu（Ⅰ）催化劑，其能夠從反應(yīng)混合物中快速分別，且能夠再生，另外，對體內(nèi)應(yīng)用而言，存在的過渡金屬（如銅鹽）會給人體細(xì)胞與細(xì)菌產(chǎn)生毒性。為不增加銅鹽含量，討論者開發(fā)出一種新型基于炔基疊氮連接法，制備出一種環(huán)辛炔衍生物，和疊氮基團(tuán)聯(lián)合后形成變形