UCNP上转换纳米颗粒定制合成，PEG修饰与RGD靶向功能开发

Sur-Release公司，可根据研究需求设计NaYF₄:Yb/Er、Yb/Tm等UCNP体系，引入PEG提高水分散性与稳定性，并通过NHS/MAL等方式偶联cRGD、RGDfK等靶向肽，实现肿瘤细胞识别与荧光示踪功能。支持粒径、表面基团、荧光波段及功能化方案定制。

图1｜UCNP上转换纳米颗粒定制合成，PEG修饰与RGD靶向功能开发

◆ 一、相关产品推荐

✦ 产品名称 ｜ 简要说明 ｜ 适用方向

✦ OAUCNP（油相上转换纳米颗粒） ｜NaYF₄/NaGdF₄/NaLuF₄系列，不同发光颜色，840nm；油酸包覆疏水粉末 ｜ 表面改性起始基材，后续PEG、多肽修饰的原料

✦ UCNPNH₂（氨基水溶性上转换） ｜ 直接氨基化水相UCNP；可直接EDCNHS偶联羧基多肽 ｜ 快速靶向偶联的基底材料

✦ UCNP@SiO₂NH₂（硅壳氨基上转换） ｜ 致密二氧化硅壳，表面氨基，荧光稳定性强 ｜ 适合共价偶联RGD、FA等多肽，优先体内实验基底

✦ UCNP@mSiO₂（介孔硅包覆上转换） ｜ 介孔孔道，可负载光敏剂、化疗小分子 ｜ 诊疗一体化载药平台基底，可后续修饰PEGRGD

✦ DSPEPEGMal、DSPEPEGcRGD｜ 磷脂PEG衍生物；PEG分子量1K5K可选 ｜ 用于油相UCNP的相转换、磷脂插层改性

✦ UCNPPEGFA（叶酸靶向上转换探针） ｜ 叶酸靶向修饰；对标RGD靶向体系，可用于平行对照实验 ｜ 肿瘤靶向成像对照组材料

◆ 二、表面改性-PEG-RGD修饰路线（两种主流工艺）

路线A：两亲性磷脂PEG插入法（DSPE-PEG-Mal，后接巯基-RGD(cRGD-Cys)）

油相OA-UCNP，利用疏水长链DSPE插入纳米颗粒表面油酸层；得到UCNP-DSPE-PEG-MAL水溶性中间体；

带有半胱氨酸巯基的RGD/cRGD肽，通过巯基-马来酰亚胺加成（Michael加成）完成偶联；

透析+超滤纯化去除游离多肽、游离PEG；

优势：合成周期短；缺点：PEG插层存在一定脱落风险，更适合细胞层面实验。

路线B：二氧化硅中间层共价偶联（UCNP@SiO₂-PEG-RGD）

OA-UCNP包覆致密SiO₂壳，表面生成大量硅羟基；2.硅烷化引入氨基/叠氮；接枝活性PEG链（PEG-NHS/N₃-PEG-Alkyne）；

EDC-NHS酰胺缩合/铜-free无铜点击化学偶联RGD多肽；

优势：化学键稳定性强，多肽不容易脱落；适合小动物活体体内靶向成像；壳厚可控5-20nm；整体水合粒径可控30-80nm；推荐体内实验优先选用该方案。

PEG分子量可选：1K、2K、3.4K、5K；

RGD多肽选择：线性RGDS；环肽cRGDfK、cRGDfC（环肽抗蛋白酶降解，体内靶向效果优于线性肽）

图2｜表面改性-PEG-RGD修饰路线（两种主流工艺）

◆ 三、内核UCNP可定制基础参数

✦ 项目 ｜ 可选方案

✦ 基质 ｜NaYF₄、NaGdF₄、NaLuF₄、LiYF₄；核-壳结构（惰性壳/敏化壳Nd³⁺，适配808nm激发）

✦ 稀土掺杂发光 ｜Yb³⁺-Er³⁺（绿光540nm）；Yb³⁺-Tm³⁺（蓝光）；Yb-Er-Mn（红光）；Gd共掺实现荧光-MRI双模成像

✦ 激发光源 ｜980nm（常规）；808nm（Nd敏化，降低热效应，活体优先）

✦ 原始粒径 ｜8-40nm（油相热分解法制备原始疏水OA-UCNP）

◆ 四、交付表征检测项目（可按需选择）

形貌粒度：TEM（透射电镜）；DLS动态光散射水合粒径；Zeta电位；

晶相与元素：XRD；XPS（验证N/S元素，证明多肽成功偶联）；EDS-mapping；

光学测试：上转换荧光光谱、荧光寿命；

表面化学：FT-IR红外；TGA热重分析（估算PEG接枝比例）；

多肽接枝定量：BCA/紫外吸收定量表面RGD接枝量；

配套：COA质检报告；冻干粉末或无菌水溶液（4℃保存）；

合成规模：小试（5mg，20mg，50mg）；克级（100mg-1 g）；

周期：小试定制12-20工作日；克级放大20-30工作日；

产品形态：冻干固体粉末；无菌水溶液（PBS分散）。

图3｜交付表征检测项目（可按需选择）

◆ 五、关键技术难点（定制需要重点确认）

RGD接枝密度调控：RGD接枝过高，会破坏PEG“隐形”效果，血清稳定性下降；接枝过低靶向结合弱；Sur-Release可优化表面多肽接枝摩尔密度（0.5-4nmol/mg颗粒）；

抑制荧光淬灭：表面修饰、偶联过程容易造成UCNP上转换荧光下降；严控壳层厚度与反应条件，尽量保留原始上转换发光效率；

纯化难题：游离多肽、游离PEG很难去除；采用超滤+透析+凝胶过滤GPC多级纯化，降低游离靶向肽干扰后续细胞/活体靶向实验；

粒径与PDI：目标水合粒径PDI尽量控制＜0.2，减少团聚。

◆ 六、提交定制需求建议（客户确认参数清单）

UCNP内核：基质、掺杂体系，激发波长（980还是808nm），原始晶核粒径；

修饰方案：磷脂插入路线AorSiO₂夹层共价路线B；

PEG分子量；RGD序列（线性RGDS/cRGDfC/cRGDfK）；

期望水合粒径；目标剂型（冻干粉末/PBS溶液）；

是否需要全套表征；实验场景（细胞还是动物活体）；

需要制备的质量；

图4｜提交定制需求建议（客户确认参数清单）

◆ 七、科研应用方向

αvβ3高表达肿瘤细胞靶向上转换荧光成像；

小动物活体近红外荧光成像；

UCNP介导光动力PDT、光热PTT肿瘤靶向治疗；

肿瘤新生血管靶向示踪；

后续可继续二次修饰（共载化疗药物、光敏分子）。

◆ 八、定制案例

案例｜小动物活体成像：二氧化硅夹层共价修饰UCNP@SiO₂PEGcRGDfK（肿瘤活体靶向，医学院动物平台）

客户需求：裸鼠皮下移植瘤（整合素αvβ3高表达），静脉给药活体近红外成像；后续计划开展光动力PDT；要求降低体内非特异性富集，多肽尽量不易脱落；优先选择808nm激发，减少活体热损伤。

定制方案（路线B：SiO₂中间层共价偶联）

内核Nd敏化核-壳UCNP：NaYF₄:Yb,Er,Nd@NaYF₄；原始粒径26nm；808nm激发绿光发射；

Stöber包覆致密SiO₂壳层（壳厚12nm）；硅烷氨基化；PEGNHS（PEG3400）；EDC/NHS缩合共价偶联cRGDfK；

多级纯化（透析+凝胶GPC）；严控游离多肽残留；水合粒径6072nm；RGD接枝密度2.2nmol/mg；

交付产物：60mg无菌PBS分散液；全套表征：TEM、DLS、Zeta、XPS、上转换荧光光谱、TGA热重、BCA多肽接枝定量、COA质检；

图5｜案例｜小动物活体成像：二氧化硅夹层共价修饰UCNP@SiO₂PEGcRGDfK（肿瘤活体靶向，医学院动物平台）