CQDs/GQDs表面PEG改性定制，水相分散与功能基团设计

Sur-Release公司、石墨烯量子点PEG水溶性改性定制。根据实验需求选用PEG1000、PEG2000或PEG5000，通过共价接枝改善量子点的水相分散性与储存稳定性，并可预留NH₂、COOH、MAL等活性端基。支持粒径、荧光波长及接枝密度调节，交付TEM、DLS、Zeta、UV Vis和荧光光谱等检测数据。产品仅用于科研。

图1｜CQDs/GQDs表面PEG改性定制，水相分散与功能基团设计

◆ 一、相关产品推荐

✦ 产品类型 ｜ 规格描述

✦ PEG化碳量子点 ｜PEG-NH₂/COOH修饰碳量子点（发射波长可选520-570nm）

✦ PEG化石墨烯量子点 ｜PEG-GQDs（水溶性，荧光可调）

✦ 功能肽修饰碳量子点 ｜ 多肽-CQDs偶联物

✦ 石墨烯量子点双光子荧光探针 ｜ 吲哚美辛修饰GQDs（已有成品）

✦ 碳量子点-蛋白复合物 ｜CQDs@BSA、链霉亲和素-CQDs

✦ PEG衍生物原料 ｜N3-PEG-NHS、DBCO-PEG-NH₂、MAL-PEG-COOH等

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◆ 二、PEG化定制的核心优势

✦ 1. PEG原料自产，批次一致性可控

碳量子点/石墨烯量子点的PEG化改性效果高度依赖PEG衍生物的纯度与批次稳定性。Sur-Release公司PEG衍生物为实验室自产，PDI＜1.2，避免了外购PEG批次差异导致的量子点修饰效果波动。

✦ 2. 量子点与PEG双产品线交叉整合

公司同时拥有量子点定制产品线和PEG衍生物产品线，两个领域的技术团队可协同工作。这意味着在碳量子点/石墨烯量子点PEG化项目中，PEG链长、端基选择与量子点表面化学的匹配性在合成前端即被统筹优化，而非简单的“量子点+PEG”混合。

✦ 2. 复杂多功能定制能力

公司已有石墨烯量子点双光子荧光探针（吲哚美辛修饰）、碳量子点-蛋白/多糖/多肽偶联物等复杂产品的定制经验，证明其具备从PEG化基础修饰到探针功能化的全流程技术能力。

✦ 4. 点击化学PEG衍生物储备

Sur-Release公司提供叠氮-PEG-NHS、N3-PEG-COOH、DBCO-PEG-NH₂等点击化学功能化PEG衍生物。这意味着碳量子点的PEG化可引入生物正交反应位点，为后续在活细胞或复杂生物体系中偶联探针分子提供无铜催化、高特异性的偶联策略。

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◆ 三、Sur-Release公司

✦ 3. PEG分子量选择

PEG链段分子量可在200-20000 Da范围内灵活选择，不同分子量对应不同的应用场景：

PEG200-PEG1000（短链） ：接枝密度高，水溶性提升快速，适用于基础体外细胞成像实验，对量子点荧光性能影响最小。

PEG2000-PEG5000（中链） ：平衡水溶性与空间位阻，形成适度水化层，适合大多数生物荧光探针构建需求。

PEG10000-PEG20000（长链） ：提供更强的抗非特异性吸附能力，适用于活体成像和复杂生物样本中的长期循环应用。

✦ 2. 末端官能团选项

PEG末端官能团直接决定后续生物偶联策略。Sur-Release公司可提供的端基类型包括：

✦ 末端基团 ｜ 偶联对象 ｜ 典型应用

✦ NH₂（氨基） ｜ 羧基化探针分子（EDC/NHS活化） ｜ 多肽、抗体、叶酸偶联

✦ COOH（羧基） ｜ 氨基化配体 ｜ 蛋白、多肽固定化

✦ NHS（活性酯） ｜ 氨基（直接反应） ｜ 快速蛋白偶联

✦ MAL（马来酰亚胺） ｜ 巯基（特异性） ｜ 抗体Fab片段定向偶联

✦ N₃（叠氮） ｜DBCO/炔基（点击化学） ｜ 无铜催化生物正交标记

✦ DBCO｜ 叠氮（点击化学） ｜ 活细胞表面标记、探针模块化组装

✦ Biotin（生物素） ｜ 链霉亲和素 ｜ 信号放大、亲和捕获

✦ FA（叶酸） ｜ 叶酸受体 ｜ 肿瘤靶向递送

✦ 3. 修饰方式选择

一步法（原位PEG化） ：PEG同时作为碳源钝化剂，在水热/溶剂热条件下直接生成PEG化碳量子点。优势是PEG与碳点表面通过共价键或强吸附结合，水溶性稳定，工艺简洁，量子产率通常较高。适用于需要高荧光效率的探针应用。

两步法（后修饰接枝） ：先合成裸碳量子点，再通过EDC/NHS缩合或酰胺化反应将PEG接枝到量子点表面。优势是PEG分子量和接枝密度可精确调控，且可先对碳点进行纯化表征后再进行PEG化，批次可控性更强。适用于需要精确控制表面性质的系统研究。

✦ 4. 接枝密度调控

接枝密度是影响PEG化效果的关键参数。Sur-Release公司可调控PEG与量子点的投料比（质量比或摩尔比），实现低密度（表面部分覆盖，保留更多活性位点用于后续偶联）到高密度（表面充分覆盖，较大化水溶性和抗吸附性能）的梯度定制。具体投料比需根据量子点表面官能团密度和PEG端基反应活性计算确定。

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◆ 四、定制流程

第一步：需求沟通。明确应用场景（体外成像/活体探针/传感检测）、所需发射波长（蓝光~450nm/绿光~520nm/黄光~570nm/红光及近红外）、PEG分子量与末端官能团、是否需要后续探针偶联。

第二步：方案确认。确定合成路线（一步法/两步法）、PEG接枝策略、投料比与预期接枝密度、纯化方式（透析/超滤）、表征项目清单。

第三步：合成实施。碳量子点/石墨烯量子点制备 → PEG化改性（原位钝化或后修饰接枝）→ 纯化去除未反应PEG →（可选）探针分子偶联。

第四步：表征交付。提供TEM、荧光光谱、FTIR、DLS等表征数据，附带纯度与性能指标报告。

第五步：售后支持。提供后续偶联反应的条件建议（pH、缓冲液、活化剂选择）、储存条件指导。

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◆ 五、检测与表征服务

定制产品可提供以下表征数据包：

形貌与粒径表征：TEM/HRTEM观察碳量子点/石墨烯量子点的粒径分布与晶格结构；DLS测定水合粒径与Zeta电位（验证PEG化后表面电荷变化与胶体稳定性）。

光学性能表征：荧光发射光谱（确认发射波长与激发独立性）；量子产率测定（以硫酸奎宁或荧光素为参比标准）；荧光稳定性测试（时间分辨荧光衰减曲线）。

表面化学表征：FTIR确认PEG特征峰（C-O-C伸缩振动~1100 cm⁻¹）与端基官能团；XPS分析元素组成与化学态；TGA测定PEG接枝量（有机组分热失重分析）。

功能验证：胶体稳定性观察（7天以上水分散性）；细胞暗毒性测试（如需用于生物实验）。

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◆ 六、定制案例参考

案例：碳量子点-PEG-转铁蛋白靶向探针构建

客户需求为构建具有肿瘤主动靶向功能的荧光探针。定制方案采用两步法路线：首先以柠檬酸为碳源、乙二胺为钝化剂，水热法合成氨基化碳量子点（CQDs-NH₂，发射570nm）；随后通过NHS-PEG2000-COOH的活性酯端与碳量子点表面氨基反应，引入PEG链并暴露羧基；抗后EDC活化羧基偶联转铁蛋白（Tf），构建CQDs-PEG-Tf探针。该探针保留了碳量子点的黄光发射特性，PEG层提供了水溶性和抗蛋白吸附能力，转铁蛋白实现对转铁蛋白受体高表达肿瘤细胞的靶向识别。

图4｜案例：碳量子点-PEG-转铁蛋白靶向探针构建

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◆ 七、产品选型指南

按应用场景选型

✦ 应用场景 ｜ 推荐类型 ｜ 理由

✦ 体外细胞成像 ｜PEG化绿光碳量子点（520-540nm） ｜ 量子产率较高，荧光亮度满足共聚焦/流式需求

✦ 深层组织成像 ｜ 红光/近红外石墨烯量子点 ｜ 组织穿透深度大，生物自发荧光低

✦ 生物传感 ｜ 羧基化碳量子点（-COOH含量高） ｜ 表面官能团丰富，便于固定识别元件

✦ 靶向探针构建 ｜PEG-NH₂或PEG-COOH修饰量子点 ｜ 末端基团为抗体/多肽/叶酸偶联提供反应位点

✦ 活细胞标记 ｜DBCO/叠氮功能化PEG量子点 ｜ 点击化学偶联条件温和，生物正交性好

按发射波长选型

蓝光（~450nm） ：量子产率通常最高，适合体外高灵敏度检测，但组织穿透浅，不适用于活体成像。

绿光（520-540nm） ：平衡选择，兼顾荧光亮度与一定的组织穿透能力，适合大多数体外和浅层组织成像应用。

黄光（570nm） ：组织穿透优于绿光，适合较深层组织成像。

红光/近红外（>600nm） ：组织穿透抗深，适合活体小动物成像，但水相量子产率通常较低，需在亮度和穿透深度之间权衡。

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◆ 八、定制前注意事项

明确量子产率要求：PEG化对荧光性能的影响因修饰方式而异。一步法中原位PEG钝化通常可提升量子产率；两步法后修饰需控制偶联条件（pH、活化剂用量）以避免荧光猝灭。定制前应确定可接受的较低量子产率阈值，以便选择较优工艺路线。

PEG接枝密度需平衡：接枝密度过低则水溶性改善有限、抗蛋白吸附能力不足；接枝密度过高可能屏蔽量子点表面活性位点，影响后续探针偶联效率。建议与技术支持沟通确定合适的PEG/量子点投料比，或在方案阶段设计梯度实验。

末端基团反应条件确认：-NHS活性酯对水分敏感，偶联需在无水或低水含量条件下快速操作；-MAL对巯基特异性好，但缓冲液中不得含DTT、β-巯基乙醇等还原剂；-N₃/-DBCO点击化学需确认体系无叠氮化物污染。

纯化方式与PEG链长匹配：透析袋截留分子量需根据PEG链长选择，例如PEG2000建议使用MWCO 3500-8000 Da透析袋，PEG10000以上建议使用MWCO 20000-50000 Da。超滤离心法适用于较短PEG链的快速纯化。

储存条件：PEG化碳量子点/石墨烯量子点建议以水溶液形式4℃避光保存（短期），或冻干后-20℃保存（长期）。避免反复冻融，冻干品复溶后建议超声辅助分散。