一、制备方法（实验室常用路线）
DSPE-SSSS-PEG-NHS 的制备采用 “模块化分步偶联法”，先构建 “DSPE-SSSS-PEG-OH”，再通过活性酯化引入 NHS 基团，具体步骤如下（典型反应规模：500 mg 级）：
1. 试剂与设备准备
原料：DSPE（纯度 > 98%）、4,4'- 二硫代二丁酸（DTSA，构建四硫键）、HO-PEG-OH（聚乙二醇二醇，分子量 2k Da，纯度 > 95%）、EDC・HCl（1 - 乙基 - 3-(3 - 二甲基氨基丙基) 碳化二亚胺，羧基活化剂）、NHS（N - 羟基琥珀酰亚胺，活性酯形成试剂）、三乙胺（TEA，碱催化剂）、无水二氯甲烷（DCM，溶剂）、无水乙醚（沉淀剂）、硅胶（200-300 目，纯化用）；
设备：Schlenk 反应瓶（无水无氧）、旋转蒸发仪、硅胶柱层析装置、高效液相色谱（HPLC，纯度检测）、核磁共振波谱仪（¹H-NMR，结构验证）、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS，分子量验证）。
2. 具体制备步骤
步骤 1：合成 DSPE-SSSS-COOH（构建 “疏水 - 响应” 段）
四硫键前体活化：在 Schlenk 反应瓶中加入 DTSA（1 mmol，约 240 mg），溶于 10 mL 无水 DCM，加入 EDC・HCl（1.2 mmol，约 230 mg）、NHS（1.2 mmol，约 138 mg），室温搅拌 2 h，得到 DTSA-NHS 活性酯（活化羧基，提升与 DSPE 氨基的反应效率）；
DSPE 与四硫键偶联：向上述反应液中加入 DSPE（1 mmol，约 744 mg）、TEA（1.1 mmol，约 153 μL），室温避光搅拌 8 h（TEA 中和反应生成的 HCl，促进氨基亲核反应；反应原理：DSPE 的氨基（-NH₂）与 DTSA-NHS 的活性酯反应，形成酰胺键，得到 DSPE-SSSS-COOH）；
初步纯化：减压旋蒸除去 DCM，得到淡黄色油状粗产物；用硅胶柱层析纯化（洗脱剂：DCM: 甲醇 = 12:1，含 0.1% 乙酸），收集目标馏分，旋蒸浓缩后得到 DSPE-SSSS-COOH（白色固体，产率≈80%）。
步骤 2：合成 DSPE-SSSS-PEG-OH（构建 “疏水 - 响应 - 亲水” 段）
DSPE-SSSS-COOH 活化：将步骤 1 产物（0.5 mmol，约 515 mg）溶于 10 mL 无水 DCM，加入 EDC・HCl（0.6 mmol，约 115 mg）、NHS（0.6 mmol，约 69 mg），室温搅拌 2 h，得到 DSPE-SSSS-NHS 活性酯；
与 PEG 偶联：向上述活性酯溶液中加入 HO-PEG-OH（0.55 mmol，约 1.1 g，分子量 2k Da）、TEA（0.6 mmol，约 84 μL），室温搅拌 12 h（反应原理：PEG 的羟基（-OH）与活性酯反应，形成酯键，得到 DSPE-SSSS-PEG-OH）；
纯化：旋蒸浓缩后，用硅胶柱层析纯化（洗脱剂：DCM: 甲醇 = 10:1），收集目标馏分，旋蒸后加入无水乙醚沉淀（除去未反应的 PEG），离心（3000 rpm，5 min）得到白色固体 DSPE-SSSS-PEG-OH（产率≈75%）。
步骤 3：合成 DSPE-SSSS-PEG-NHS（引入活性酯基团）
羧基引入与活化：将步骤 2 产物（0.3 mmol，约 885 mg）溶于 8 mL 无水 DCM，加入琥珀酸酐（0.33 mmol，约 33 mg）、4 - 二甲氨基吡啶（DMAP，0.03 mmol，约 3.6 mg），室温搅拌 6 h（琥珀酸酐为羧基化试剂，在 PEG 末端引入羧基，得到 DSPE-SSSS-PEG-COOH）；
NHS 活性酯形成：向上述反应液中加入 EDC・HCl（0.36 mmol，约 69 mg）、NHS（0.36 mmol，约 41 mg），室温搅拌 4 h，得到 DSPE-SSSS-PEG-NHS；
最终纯化与冻干：旋蒸浓缩后，用硅胶柱层析纯化（洗脱剂：DCM: 甲醇 = 15:1），收集目标馏分，旋蒸后溶于少量去离子水，冷冻干燥（-50℃，真空度 10 Pa）得到纯品 DSPE-SSSS-PEG-NHS（白色粉末，产率≈70%）。
步骤 4：结构与纯度验证
¹H-NMR（CDCl₃溶剂）：特征峰包括 DSPE 的 δ 0.88 ppm（硬脂酰基末端甲基）、δ 3.9-4.3 ppm（甘油骨架亚甲基），PEG 的 δ 3.64 ppm（-O-CH₂-CH₂-），四硫键相邻亚甲基的 δ 2.80 ppm（-CH₂-S-S-S-S-CH₂-），NHS 酯的 δ 2.85 ppm（琥珀酰亚胺环上的亚甲基）；
MALDI-TOF-MS：分子量理论值≈DSPE（744 Da）+ 四硫键片段（200 Da）+ PEG（2000 Da）+ NHS 酯片段（100 Da）≈3044 Da，实测值偏差 < 0.1%；
HPLC：纯度 > 98%（C18 柱，流动相：乙腈 - 水 = 70:30，流速 1 mL/min，检测波长 210 nm）。
二、应用中的作用及反应原理
DSPE-SSSS-PEG-NHS 在应用中通过 “模块协同作用” 实现功能，核心原理围绕 “四硫键还原断裂” 与 “NHS 酯共价偶联” 展开：
1. 智能载体 “长循环 - 响应靶向” 的作用原理
长循环机制：材料修饰于载体表面时，PEG 链形成 “亲水保护层”，减少载体与血浆蛋白（如白蛋白、免疫球蛋白）的吸附（避免调理作用），同时降低肝、脾等 RES 器官对载体的吞噬（RES 摄取率较无 PEG 修饰载体降低 80%），延长载体在血液中的循环时间（半衰期从 1 h 延长至 6 h 以上）；
响应靶向机制：
被动靶向：长循环载体通过肿瘤组织的 EPR 效应（高通透性和滞留效应）被动富集于肿瘤部位；
主动靶向：载体表面的 NHS 酯偶联靶向配体（如 RGD 肽、Herceptin 抗体），配体与肿瘤细胞表面高表达的受体特异性结合（如 RGD 与整合素 αvβ3 结合），介导载体被细胞内吞；
响应脱壳：肿瘤细胞内高 GSH 触发四硫键断裂，PEG 层从载体表面脱落（脱壳），载体表面疏水性增强，促进与内体膜的融合，加速药物释放到细胞质（药物释放率 30 min 内从 10% 提升至 80%）。
2. 功能化修饰的反应原理（NHS 酯偶联）
反应本质：NHS 活性酯（-CO-O-NHS）是高活性的羧基衍生物，其酯键易被氨基（-NH₂）的孤对电子攻击，发生亲核取代反应 —— 氨基的 H 原子与 NHS 酯的 O 原子结合，形成酰胺键（-CO-NH-），同时释放 NHS（反应方程式：R-CO-O-NHS + H₂N-R' → R-CO-NH-R' + HO-NHS）；
优势与条件：
高效性：偶联反应速率快（室温下 30 min 反应完成率 > 90%），无需高温或强催化剂；
特异性：仅与氨基反应，不与羟基（-OH）、巯基（-SH）等其他基团非特异性结合，避免载体功能紊乱；
兼容性：反应在中性 pH（7.0-8.0）下进行，不破坏靶向配体的生物活性（如抗体的抗原结合能力）或荧光探针的光学性能（如量子产率保持不变）；
应用实例：偶联抗 EGFR 抗体（Cetuximab）时，抗体的赖氨酸残基（含 - NH₂）与 NHS 酯反应，偶联效率 > 95%，修饰后的载体对 EGFR 高表达的 A431 宫颈癌细胞的摄取效率提升 10 倍。
3. 药物控制释放的反应原理（四硫键还原断裂）
断裂本质：四硫键（-S-S-S-S-）的还原断裂是 “电子转移反应”——GSH（还原型谷胱甘肽，GSH-SH）作为还原剂，将电子转移给四硫键的硫原子，使 S-S 键断裂，生成两个二硫键（-S-S-）或小分子硫醇（如 HS-S-、HS-）；
释放调控：
正常组织 / 血液中（低 GSH）：四硫键稳定，载体保持 PEG 修饰状态，药物被密封在载体内部（泄漏率 < 5%/24 h）；
肿瘤细胞内（高 GSH）：四硫键快速断裂，载体结构破坏（如脂质体膜破裂、纳米粒解体），药物快速释放（2 h 内释放率 > 80%）；
优势：实现 “病灶部位精准释放”，减少药物对正常组织的毒性（如化疗药物对骨髓、消化道的损伤），提升治疗指数（治疗指数 = LD₅₀/ED₅₀，较游离药物提升 2-3 倍）。
三、总结
DSPE-SSSS-PEG-NHS 是一类 “模块化设计” 的智能功能材料，通过整合疏水锚定、还原响应、亲水修饰与高效偶联四大功能，成为构建下一代精准药物递送系统的核心辅料。其制备过程通过分步偶联实现结构可控，应用中通过模块协同实现 “长循环 - 靶向 - 响应释放” 的一体化功能，尤其在肿瘤治疗与诊断领域具有不可替代的研究价值 —— 既解决了传统载体的功能缺陷，又为 “诊疗一体化” 提供了高效工具，推动智能生物材料向临床转化迈进。