可降解聚合物的ICG荧光标记与功能化定制

Sur-Release公司，可围绕PLGA、PLA、PCL、PEG-PLGA等聚合物体系进行ICG荧光功能化设计，支持共价偶联、包载及复合组装等方式，并可进一步结合PEG化、靶向配体及药物负载进行多功能定制。产品可提供mg至g级规格，并根据项目需求开展粒径、荧光光谱、形貌及稳定性等表征，适用于荧光示踪、纳米递送及生物材料研究。

◆ 一、核心技术方案

✦ 1.1物理包载法

将ICG直接包裹于聚合物纳米粒、胶束或水凝胶内部。该方法工艺简单，适用于大多数疏水性/亲水性聚合物体系。

代表体系：

ICG@PLGA-PEG纳米粒：粒径可调（50-200nm），显著延长ICG体内循环时间；

ICG@PCL-PEG-PCL温敏水凝胶：通过局部注射，可将荧光保留时间延长至21-30天，适用于长期原位示踪。

✦ 1.2化学键合法

通过共价键将ICG分子连接于聚合物侧链或末端。该方法载药量可控、信号稳定、无突释问题，适合需要精确定量示踪的场景。

代表体系：

mPEG-PLGA-ICG：共价连接，ICG与聚合物主链保持1:1化学计量比，荧光信号可准确定量；

PCL-SS-PEG-ICG：引入双硫键（SS），实现肿瘤微环境高浓度GSH下的还原响应性释放。

✦ 1.3多功能集成策略

将ICG标记与靶向配体、治疗药物、其他成像模态组合，构建诊疗一体化平台。

典型方案：

靶向配体修饰：表面偶联叶酸、cRGD、等，实现对特定癌细胞主动靶向；

多药共载：同时包载化疗药（如DOX、PTX）和ICG，实现荧光示踪+化疗+光热治疗协同；

多模态成像：偶联MRI造影剂（如Gd³⁺、Fe₃O₄），构建荧光/磁共振双模探针，兼具灵敏度与分辨率优势。

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◆ 二、背景与需求

吲哚菁绿（Indocyanine Green, ICG）是目前唯一被FDA批准用于临床的近红外荧光（NIR）成像染料，具有近红外激发（~780nm）和发射（~820nm）、组织穿透深、背景干扰低等优势。然而，ICG本身存在明显缺陷：

稳定性差：在水溶液中易光漂白、浓度高时易聚集淬灭；

体内半衰期短（约2-4分钟）：快速被肝脏清除；

缺乏靶向性：无法特异性富集于病灶部位。

将ICG与生物可降解聚合物结合，通过物理包载或化学键合的方式，可有效解决上述问题，并实现长效示踪、靶向成像、诊疗一体化等高级功能。

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◆ 三、常用可降解聚合物基材

✦ 聚合物类型 ｜ 代表品种 ｜ 特点 ｜ 适用场景

✦ 聚酯类 ｜PLGA、PCL、PLA｜FDA批准，生物相容性良好，降解产物无毒 ｜ 长效缓释、植入材料、纳米粒骨架

✦ 聚乙二醇类 ｜PEG-PLA、PEG-PCL、PEG-PLGA｜ 亲水外壳，延长循环时间，减少蛋白吸附 ｜ 长循环纳米载体

✦ 多糖类 ｜ 壳聚糖、葡聚糖、透明质酸(HA) ｜ 天然来源，生物活性好，部分具靶向性 ｜ 组织工程、透皮给药、靶向递送

✦ 水凝胶类 ｜PLA-PEG-PLA、PCL-PEG-PCL、HGC｜ 温敏性，注射后在体温下成胶 ｜ 局部注射、原位长期示踪

✦ 响应性聚合物 ｜PAE（聚β-氨基酯）、SS-PEG｜pH/氧化还原响应，可实现智能释放 ｜ 肿瘤微环境响应递送

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◆ 四、代表性产品

✦ 产品名称 ｜ 体系结构 ｜ 核心设计亮点 ｜ 应用场景

✦ PLA-PEG-ICG嵌段共聚物 ｜PLA-PEG二嵌段，ICG末端共价连接 ｜ 基础骨架，PEG提高水溶性和生物相容性 ｜ 通用型纳米载体荧光标记平台

✦ 叶酸-红细胞膜@PLGA/DOX/ICG纳米粒 ｜PLGA内核包载DOX+ICG，叶酸修饰红细胞膜外包被 ｜ 免疫逃逸+主动靶向+化药/光热协同治疗 ｜ 多模态诊疗一体化，肿瘤靶向治疗

✦ HA可溶微针负载ICG｜ 透明质酸(HA)为基质制备可溶微针，包载ICG｜ 透皮给药，微创、精准，可定点光热治疗 ｜ 烧伤创面感染的光热治疗

✦ PLGA@姜黄素-ICG纳米粒 ｜PLGA包载姜黄素，ICG物理包埋 ｜ 药物示踪，监测纳米粒细胞摄取与组织分布 ｜ 药物递送系统的荧光追踪

✦ PLGA@齐墩果酸+胰岛素-ICG纳米粒 ｜PLGA同时包载小分子齐墩果酸和蛋白药物胰岛素，ICG荧光标记 ｜ 复杂药物组合的共递送与共示踪 ｜ 联合用药纳米递送研究

✦ pH响应型PLGA@姜黄素-ICG纳米粒 ｜PLGA基质引入pH敏感材料，ICG与姜黄素共载 ｜ 酸性微环境触发释放，提高肿瘤部位富集 ｜ 肿瘤酸性微环境响应成像与治疗

✦ N3-T细胞膜@ICG@PLGA仿生纳米粒 ｜PLGA负载ICG内核，外包N3修饰的T细胞膜 ｜ 仿生细胞膜赋予免疫逃逸能力，N3提供点击化学偶联位点 ｜ 免疫细胞仿生靶向递送系统

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◆ 五、定制能力评估要点

✦ 评估维度 ｜ 关键指标

✦ 产品成熟度 ｜ 是否有现货或已有类似结构产品（如mPEG-PLGA-ICG）

✦ 定制灵活性 ｜ 是否支持聚合物种类、分子量、嵌段比例、载药量、表面配体修饰的灵活调整

✦ 质量控制 ｜ 能否提供GPC、DLS、Zeta电位、TEM、紫外/荧光光谱、载药量测定等完整表征数据

✦ 项目周期 ｜ 常规定制（1-3周）与复杂定制（4-8周）的交付周期承诺

✦ 技术支持 ｜ 是否提供体内/体外应用方案的技术咨询与售后支持

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◆ 六、定制案例

案例一：纳米载体体内追踪材料

需求：研究人员需要一种自带荧光示踪的可降解聚合物载体，用于实时追踪纳米颗粒在体内的分布与代谢。物理包埋ICG的方式存在染料易泄漏、背景干扰大的问题，希望获得荧光信号与聚合物骨架稳定结合、可定量示踪的材料。

方案：设计合成mPEG-PLGA-ICG三嵌段共聚物。PLGA提供可降解骨架，mPEG赋予长循环能力，ICG通过共价键连接于PEG末端（1:1化学计量比）。采用纳米沉淀法制备粒径100-200nm的纳米粒，PEG间隔臂可防止ICG聚集淬灭。交付形式为固体粉末，纯度≥95%。

图3｜案例一：纳米载体体内追踪材料

案例二：淋巴成像示踪材料

需求：淋巴系统疾病研究需要一种深层组织穿透力强、生物相容性好的荧光示踪剂，用于快速追踪淋巴循环路径，且需避免体内非特异性吸附。

方案：以天然可降解多糖葡聚糖（Dextran）为骨架，共价标记ICG，分子量定制为10k Da。利用ICG的近红外成像特性（激发780nm/发射820nm）实现深层组织成像。交付形式为固体粉末，冷藏保存。

图4｜案例二：淋巴成像示踪材料

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◆ 七、技术挑战与未来趋势

当前技术瓶颈：

ICG浓度淬灭：高载药量下易发生聚集诱导淬灭，需优化载药量或采用J-聚集体策略；

物理包埋泄露：包埋法ICG易在血清中泄露，化学键合方式更优但工艺更复杂；

长期稳定性：标记产物的长期保存稳定性仍需进一步提升。

发展趋势：

智能化递送系统：将ICG标记与多重刺激响应（pH/酶/GSH/光热）结合，实现精准可控释放；

仿生纳米平台：利用细胞膜（红细胞、巨噬细胞、T细胞、外泌体）包裹技术，构建“隐形”荧光探针；

临床转化导向：从单纯的成像示踪，向具有明确临床适应症（如术中导航、光热治疗、创伤修复）的候选产品演进；

多模态融合：荧光/光声/磁共振/核医学多模态成像探针的一体化设计。

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◆ 八、定制流程参考

需求沟通 → 方案设计 → 合成制备 → 质量表征 → 产品交付 → 售后支持

客户需在前期明确以下需求信息，以提高定制效率：

目标聚合物种类、分子量；

预期ICG载药量或标记比例；

是否需要靶向配体或其他功能分子修饰；

预期粒径范围与形态；

最终应用场景（体外细胞实验/小动物成像/临床前研究）。