N-Trimethylchitosan

目录号: V43399 纯度: ≥98%
N-三甲基壳聚糖,壳聚糖衍生物
N-Trimethylchitosan CAS号: 52349-26-5
产品类别: New3
产品仅用于科学研究,不针对患者销售
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产品描述
三甲基壳聚糖(N,N,N-三甲基壳聚糖)是一种水溶性多功能聚合物,是壳聚糖的衍生物。三甲基壳聚糖可用于药物递送和纳米颗粒的合成。
N-三甲基壳聚糖(CAS号:52349-26-5)是一种水溶性壳聚糖衍生物,由壳聚糖聚合物主链上的氨基与甲基进行季铵化反应制得。其季铵化度通常在40%至95%之间,分子量根据来源不同,范围为10至200 kDa。N-三甲基壳聚糖是一种阳离子多糖,在较宽的pH范围内,于水和水性缓冲液中具有优异的溶解性,使其成为药物递送、基因递送、疫苗佐剂和组织工程应用的理想材料。
生物活性&实验参考方法
靶点
N-Trimethylchitosan does not have a specific biological receptor but interacts with negatively charged biological membranes, proteins, and nucleic acids via electrostatic interactions. The positively charged quaternary ammonium groups on the polymer backbone bind electrostatically to negatively charged cell surface components (e.g., glycosaminoglycans, sialic acids) and to the phosphate backbone of DNA/RNA. This property enables N-Trimethylchitosan to serve as a permeation enhancer for mucosal drug delivery, as a non-viral gene delivery vector (by condensing DNA into nanoparticles), and as an antimicrobial agent.
体外研究 (In Vitro)
体外实验表明,N-三甲基壳聚糖可通过打开紧密连接,增强亲水性药物跨上皮屏障的细胞旁路转运。在Caco-2肠上皮细胞单层中,0.5-2% (w/v) 的N-三甲基壳聚糖处理可导致跨上皮电阻 (TEER) 可逆性降低,并增加模型化合物(如FITC-葡聚糖)的通透性。此外,N-三甲基壳聚糖还能以2:1至8:1的电荷比 (N:P) 与DNA形成聚电解质复合物,生成直径为100-300 nm的纳米颗粒。这些纳米颗粒能够保护DNA免受核酸酶降解,并促进哺乳动物细胞(例如HEK293、HeLa)的转染,其效率与某些脂质体转染试剂相当。此外,N-三甲基壳聚糖还对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有抗菌活性。
体内研究 (In Vivo)
在体内,N-三甲基壳聚糖已被研究用于鼻腔和口服给药、作为疫苗佐剂以及基因递送。在大鼠模型中,鼻内给药N-三甲基壳聚糖配制的胰岛素可显著降低血糖水平,表明其全身吸收增强。作为疫苗佐剂,鼻内或口服给药时,N-三甲基壳聚糖可增强对共同给药抗原(例如卵清蛋白、流感疫苗)的体液免疫和细胞免疫反应。在基因治疗研究中,鼻内或瘤内给药的N-三甲基壳聚糖/DNA纳米颗粒可诱导肺上皮或肿瘤组织中报告基因的表达。该聚合物具有生物可降解性和生物相容性,且免疫原性低。
酶活实验
对于非细胞实验,N-三甲基壳聚糖的理化性质通过核磁共振(NMR,季铵化度)、凝胶渗透色谱(GPC,分子量)和zeta电位(表面电荷)进行表征。对于DNA复合物的制备,将1 mg/mL的N-三甲基壳聚糖溶液(溶于10 mM HEPES缓冲液,pH 7.4)与1 mg/mL的质粒DNA溶液按不同的N:P比例(例如2:1、4:1、8:1)混合,涡旋振荡后于室温孵育30分钟。采用动态光散射(DLS)测定颗粒大小和zeta电位。DNA的凝聚程度通过凝胶阻滞实验进行评估:将1 ug与聚合物复合的DNA样品上样至1%琼脂糖凝胶,比较复合物中DNA与游离DNA的迁移率。 DNase 保护试验是通过将复合物与 DNase I 孵育 30 分钟,然后进行肝素置换和凝胶电泳来进行的。
细胞实验
对于体外细胞实验,将Caco-2肠上皮细胞接种于Transwell小室(孔径0.4 um,每孔1 × 10⁵个细胞),培养21天以形成紧密连接。在上室中加入浓度为0.1-2% (w/v) 的N-三甲基壳聚糖(溶于pH 7.4的HBSS缓冲液中)。每15分钟测量一次跨上皮电阻(TEER),持续2-4小时。通过向上室加入FITC-葡聚糖(4 kDa)并测量其在下室的出现情况来评估细胞旁通透性。对于转染实验,将HEK293或HeLa细胞以5 × 10⁴个细胞/孔的密度接种于24孔板中。将N-三甲基壳聚糖/DNA复合物(每孔1-5 ug DNA)以4:1至8:1的N:P比例溶于无血清培养基中制备,加入细胞培养4-6小时,然后更换为完全培养基。48小时后,通过荧光素酶报告基因检测(若使用荧光素酶报告基因)或荧光显微镜观察(若使用GFP质粒)来检测转染效率。细胞毒性通过MTT法进行评估。
动物实验
在体内动物研究中,采用大鼠模型进行鼻内给药。雄性Sprague-Dawley大鼠(200-250 g,每组n=6)用异氟烷麻醉。将N-三甲基壳聚糖(0.5-2% w/v)溶解于PBS缓冲液(pH 6.0-7.0)中。将胰岛素(1 IU/kg)与聚合物溶液混合,并使用微量移液器经鼻腔给药(每侧鼻孔20-50 μL)。分别于给药后0、15、30、45、60、90和120分钟测量血糖水平。采用ELISA法测定血浆胰岛素水平。在疫苗佐剂研究中,BALB/c小鼠(6-8周龄)于第0天和第14天经鼻内接种卵清蛋白(50 μg)或卵清蛋白与N-三甲基壳聚糖(200 μg)的混合物。检测血清抗体滴度(IgG、IgA)和T细胞反应(IFN-γ、IL-4)。在基因递送研究中,将N-三甲基壳聚糖/质粒DNA复合物(50 μg DNA)经肿瘤内(在肿瘤异种移植模型中)或经鼻内途径给予小鼠,并通过生物发光成像评估荧光素酶的表达。
药代性质 (ADME/PK)
N-三甲基壳聚糖是一种水溶性多糖,季铵化度通常为50-80%。其分子量范围为10-200 kDa,具体数值取决于起始壳聚糖和脱乙酰化条件。该聚合物在pH 2-10的范围内均可溶于水,而未修饰的壳聚糖仅在酸性pH条件下可溶。可配制成1-5% (w/v) 的水或PBS溶液。该聚合物在4℃下可稳定保存数月,并可冻干以进行长期储存。其粘度取决于分子量和浓度。用于体内实验时,溶液应新鲜配制并经0.22 μm滤膜过滤除菌。该聚合物可被溶菌酶和体内其他糖苷酶生物降解,降解产物无毒。药代动力学研究表明,鼻内给药后,大部分聚合物仍保留在鼻腔内,部分被M细胞和淋巴组织吸收。
毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK)
N-三甲基壳聚糖通常被认为无毒且具有生物相容性。小鼠口服给药后的LD50大于2 g/kg。亚慢性毒性研究表明,连续28天口服剂量高达500 mg/kg/天,对体重、血液学或组织病理学均无显著不良反应。鼻内给予0.5-2%的溶液可导致部分动物出现轻微、短暂的鼻腔刺激,但未造成明显的组织损伤。体外Caco-2细胞系及其他细胞系的细胞毒性试验显示IC50值为0.5-2 mg/mL(0.05-0.2% w/v)。该聚合物在Ames试验和体外微核试验中均未显示遗传毒性。然而,作为一种阳离子聚合物,高浓度可能导致红细胞溶解(溶血),因此应优化制剂。该化合物仅供研究使用,尚未获准用于人体临床。
参考文献

[1]. Effect of degree of quaternization of N-trimethyl chitosan chloride for enhanced transport of hydrophilic compounds across intestinal caco-2 cell monolayers. J Control Release. 2000 Feb 14;64(1-3):15-25.

其他信息
N-三甲基壳聚糖是一种研究用聚合物,并非美国食品药品监督管理局 (FDA) 批准的药品。它广泛用作黏膜给药的渗透促进剂,尤其适用于肽类和蛋白质(例如胰岛素、降钙素)以及鼻内疫苗递送。壳聚糖的季铵化可提高其水溶性和黏膜黏附性,同时保持壳聚糖的生物相容性和生物降解性。它还可用作非病毒基因递送载体,与病毒载体相比,在安全性和易于生产方面具有优势。N-三甲基壳聚糖也称为TMC(氯化三甲基壳聚糖)。本产品仅供研究使用,不得用于人体治疗或诊断。
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
精确质量
286.165
CAS号
52349-26-5
PubChem CID
168008603
外观&性状
Off-white to light yellow solid powder
tPSA
59.9
氢键供体(HBD)数目
3
氢键受体(HBA)数目
6
可旋转键数目(RBC)
3
重原子数目
18
分子复杂度/Complexity
229
定义原子立体中心数目
5
SMILES
C[C@@H]1[C@H](O[C@H]([C@@H]([C@H]1O)[N+](C)(C)C)OC)CO.N.[Cl-]
InChi Key
HFNQAFWMDXYZFM-YHSFBLOESA-M
InChi Code
InChI=1S/C11H24NO4.ClH.H3N/c1-7-8(6-13)16-11(15-5)9(10(7)14)12(2,3)4;;/h7-11,13-14H,6H2,1-5H3;1H;1H3/q+1;;/p-1/t7-,8-,9-,10+,11-;;/m1../s1
化学名
azane;[(2R,3R,4S,5S,6S)-4-hydroxy-6-(hydroxymethyl)-2-methoxy-5-methyloxan-3-yl]-trimethylazanium;chloride
HS Tariff Code
2934.99.9001
存储方式

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

运输条件
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
H2O : ~33.33 mg/mL
溶解度 (体内实验)
配方 1 中的溶解度: 10 mg/mL (Infinity mM) in PBS (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 澄清溶液; 超声助溶。

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案:
1、请先配制澄清的储备液(如:用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液,按从左到右的顺序依次添加助溶剂,澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明,并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中,混合均匀/澄清;向上述体系中加入50 μL Tween-80,混合均匀/澄清;然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL;

3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出,可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果,工作液请现配现用!
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液,请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。
计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
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配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
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计算结果:

工作液浓度 mg/mL;

DMSO母液配制方法 mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。

体内配方配制方法μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。

(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
            (2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。

联系我们