聚乙二醇(Polyethylene Glycol,简称 PEG),又称聚氧化乙烯(PEO)或聚氧乙烯(POE),是一种由环氧乙烷与水或乙二醇经逐步加成聚合而成的线性水溶性聚醚高分子化合物。其通用分子式为 HO(CH₂CH₂O)ₙH,其中 n 值决定分子量及物理形态 。作为 CAS 号为 25322-68-3 的关键化工原料与药用辅料,PEG 凭借其优异的水溶性、生物相容性、化学惰性低毒性及非挥发性,广泛应用于生物医药、化妆品、工业制剂及科研领域 。
聚乙二醇的物理状态随分子量变化显著,具有从液态到固态的连续谱系特征:
外观与形态:
低分子量(200–700):无色粘稠液体,如 PEG 200、PEG 400、PEG 600 。
中分子量(1000–2000):蜡状半固体,熔点约 37–40°C 。
高分子量(3000–20000):白色蜡状固体,熔点约 54–62°C,如 PEG 4000、PEG 6000、PEG 8000 。
超高分子量(>20000):坚硬固体,难溶于水,需加热溶解 。
溶解性与吸湿性:具有强亲水性,醚键可与水分子形成氢键,低分子量 PEG 可与水任意比例互溶;具备吸湿性,可调节制品湿度 。
化学稳定性:非离子型聚合物,水溶液中不电离,耐酸、耐碱、耐热(针剂加热至 150°C 仍稳定),不易氧化变质,但高温下易发生氧化降解 。
表面活性:兼具乳化、润湿、增溶作用,随分子量升高表面活性降低 。
药用级 PEG 通过严格精制工艺控制杂质残留,符合药典标准,是药物制剂中的核心辅料 。
液体制剂溶剂与增溶剂:
PEG 400/600:因液态特性及广泛溶剂相容性,常用作注射剂、滴眼液、口服液及软胶囊的溶剂或增溶剂。当植物油不适合作为载体时,PEG 为首选材料,因其稳定性高且不易变质 。
固体制剂辅料:
片剂粘合剂与润滑剂:PEG 4000 和 PEG 8000 具有良好的可塑性和成膜性,用作片剂粘合剂可改善成型效果,提高药物释放速率,并使片剂表面光滑洁白 。
薄膜包衣:高分子量 PEG 用于薄膜包衣技术,防止糖衣片粘连 。
半固体制剂基质:
软膏与栓剂:PEG 3350、PEG 4000 等混合物因水溶性好、对皮肤黏膜刺激性小,常用作软膏、乳剂、洗剂和栓剂的基质。其性质稳定,不易酸败 。
渗透性泻药:
PEG 3350:平均分子量约 3350,通过肠道渗透作用产生缓泻效果,用于治疗成人及儿童慢性便秘。复方聚乙二醇电解质散/溶液已纳入国家医保目录,是肠道清洁的标准用药 。
长效药物修饰(PEGylation):
PEG 化蛋白药物:利用单分散 PEG 修饰蛋白质或多肽(如重组人生长激素、干扰素),可延长药物半衰期,降低免疫原性。例如,全球首支 PEG 化长效生长激素注射液“金赛增”即采用此技术,荣获国家科技进步二等奖 。
功能:提供润滑性、湿润感及愉快用后感,调节粘度与组织结构 。
应用:
低分子量 PEG:用于唇膏、除臭棒、香皂、剃须皂、粉底等,作为保湿剂和溶剂 。
清洗剂:用作悬浮剂和增稠剂 。
表面活性剂原料:作为酯型表面活性剂的合成原料 。
药物递送系统:医药级单分散 PEG 凭借窄分子量分布和优异生物相容性,成为抗体偶联药物(ADC)、脂质体、纳米颗粒及 mRNA 疫苗(如 LNP 包裹)的核心成分,提升药物递送的精准性与稳定性 。
生物偶联试剂:如 Biotin-PEG-OH 等功能化 PEG 衍生物,用于生物素化生物分子标记、表面修饰及科研实验 。
增稠剂与分散剂:用于陶瓷、涂料、农药等行业的悬浮体系 。
模具与铸造:高分子量 PEO 用于精密铸造脱模剂 。
生物相容性:PEG 具有生理惰性、低致敏性及低免疫原性,经 FDA 和 EMA 批准用于食品、化妆品及多种药物制剂 。
代谢排泄:低分子量 PEG(<30 kDa)可通过肾脏快速排泄,无蓄积风险 。
注意事项:尽管总体安全,但在长期重复给药特定情况下可能诱导抗 PEG 抗体;高温下需注意氧化降解风险 。所有药用级产品均需遵循药品生产质量管理规范(GMP)。
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