18:0-18:0-d35 PC,CAS:327178-88-1
18:0-18:0-d35 磷脂酰胆碱(PC)
一、基本信息
化合物名称:18:0-18:0-d35 磷脂酰胆碱
英文名称:1,2-distearoyl-d70-sn-glycero-3-phosphocholine (18:0-18:0-d35 PC)
CAS号:327178-88-1
分子式:C44H83D35NO8P
分子量:约 790 Da(随氘取代数量略有差异)
该化合物属于典型的 磷脂酰胆碱(Phosphatidylcholine, PC) 衍生物。PC是哺乳动物细胞膜中含量丰富的磷脂,决定了膜的基本结构与功能。18:0-18:0 PC 由两条硬脂酸(Stearic acid, C18:0)脂肪酸链组成,具有高度饱和和疏水的特征。而 18:0-18:0-d35 PC 是其 稳定同位素标记版本,通过氘(deuterium, D)取代部分氢原子获得。
二、结构特征
骨架结构
分子由甘油骨架(sn-glycerol backbone)、磷酸胆碱头基(phosphocholine head group)以及两条硬脂酸侧链组成。
氢原子被氘取代主要集中在脂肪酸的碳链上,因此不影响分子的总体化学性质和两亲性。
氘标记的意义
氘是氢的稳定同位素,具有额外的中子,质量增加一倍。
在不改变分子化学反应性的前提下,氘的存在使得该分子在 质谱分析(MS) 中具有可识别的特征峰,从而便于定量分析。
理化性质
高度疏水的双C18饱和链使其在室温下呈固态,具有较高的相转变温度(Tm)。
与不饱和磷脂相比,18:0-18:0 PC 分子排列紧密,膜结构更加致密稳定。
三、合成与制备
18:0-18:0-d35 PC 通常通过以下方式制备:
化学合成路线
从氘标记的硬脂酸(stearic acid-d35)出发,进行酯化反应接入甘油骨架;
再经磷酸化及胆碱化反应,引入性头基。
优势
同位素标记确保了确的质量差异,便于与天然PC区分;
化学纯度高,可达到 >99%,并且氘标记率通常大于 98%。
四、生物学与研究意义
细胞膜研究
PC 是细胞膜的主要成分,约占哺乳动物细胞膜总磷脂的 40–50%。
通过使用氘标记的 PC,可以追踪其在细胞膜合成、降解及脂质交换过程中的动态变化。
脂质代谢示踪
在代谢研究中,18:0-18:0-d35 PC 可作为 内标(internal standard) 或 示踪剂(tracer)。
结合 LC-MS/MS 技术,可对血浆、组织或细胞内的磷脂组成进行确定量。
膜物理性质研究
饱和长链 PC 影响膜的相分离(phase separation)、脂筏结构(lipid raft)及脂质双层的刚性。
通过氘标记,可以利用核磁共振(²H NMR)研究膜中分子的取向与动态学。
药物递送与纳米材料
PC 是人工脂质体(liposome)的关键构建单元,18:0-18:0 PC 因其稳定性常用于长循环脂质体制备。
氘标记版本可用于追踪脂质体在体内的分布、代谢与释放过程。
五、分析与检测方法
质谱分析
由于氘标记带来特征性质量峰,LC-MS/MS 或 MALDI-TOF MS 常用于其检测与定量。
作为同位素内标,能有效减少因样品制备和仪器条件波动引起的误差。
核磁共振(NMR)
氘核(²H NMR)可直接用于研究脂质在膜中的动态学与取向。
与传统¹H NMR相比,²H NMR 避免了氢信号重叠问题,更适合膜系统研究。
拉曼光谱与中子散射
氘取代改变了分子的振动模式,可在拉曼光谱中表现为特征峰。
中子散射对氘高度敏感,因此氘标记PC也常用于研究膜的微结构。
六、应用领域
代谢组学与脂质组学
用于复杂生物样品中 PC 的准确定量。
通过稳定同位素内标法,提升脂质组学研究的可靠性与可比性。
疾病研究
PC 水平变化与动脉粥样硬化、糖尿病、神经退行性疾病等密切相关。
18:0-18:0-d35 PC 可作为参考标准,用于疾病相关脂质的研究。
药物递送与纳米医学
脂质体药物(如阿霉素脂质体、mRNA疫苗载体)需要确调控其脂质组成。
氘标记PC可作为“隐形追踪器”,在不改变体系性质的情况下,揭示药物递送过程。
基础膜生物学
研究膜相行为(gel–fluid transition)、胆固醇相互作用以及蛋白质–脂质耦合。
七、优势与局限
优势:
稳定同位素标记,信号易识别;
不改变化学反应性和生物学功能;
可广泛用于代谢研究与定量分析。
局限:
成本较高,限制了大规模实验应用;
在某些体系中可能因氘效应对分子动力学有轻微影响;
合成难度大,纯度要求高。
八、结语
18:0-18:0-d35 PC(CAS:327178-88-1)是一种重要的稳定同位素标记磷脂,兼具 结构稳定性 与 分析灵敏性。它不仅是脂质组学和代谢研究中的理想内标物,还在细胞膜生物学、药物递送系统及材料科学研究中发挥着独特作用。随着分析技术的不断进步,氘标记磷脂将在 准医学、脂质相关疾病诊断及新型纳米药物开发 中展现更广阔的应用前景。
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状态:固体/粉末/溶液
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