N-هیدروکسی سوکسینیمید(NHS) یک ترکیب آلی همه کاره با فرمول شیمیایی C4H5NO3 است. این ماده در درجه اول به عنوان یک جامد کریستالی سفید وجود دارد و به دلیل نقش آن به عنوان یک استر فعال در واکنش های بیوشیمیایی به طور گسترده ای شناخته شده است. NHS به عنوان یک واسطه کلیدی در سنتز استرهای فعال عمل می کند که برای کونژوگه کردن مولکول های زیستی مانند پروتئین ها، پپتیدها و الیگونوکلئوتیدها بسیار مهم هستند.
ساختار NHS دارای یک حلقه سوکسینیمید است که با یک گروه هیدروکسیل در اتم نیتروژن جایگزین شده است. این ساختار منحصربهفرد به NHS خواص واکنشپذیری خاصی میدهد و آن را قادر میسازد تا پیوندهای آمیدی پایدار با آمینها را در شرایط ملایم تشکیل دهد. این واکنشپذیری مشتقات NHS را در تکنیکهای بیوکونژوگاسیون بسیار ارزشمند میکند، جایی که از آنها برای پیوند دادن مولکولهای زیستی مختلف با هم و در عین حال حفظ فعالیت بیولوژیکی آنها استفاده میشود.
یکی از رایج ترین کاربردهای NHS در تهیه استرهای NHS است. این استرها میتوانند با آمینهای اولیه واکنش دهند تا پیوندهای آمیدی پایدار ایجاد کنند، فرآیندی که اغلب در آزمایشهای برچسبگذاری با رنگهای فلورسنت، ایزوتوپهای رادیویی یا سایر مولکولهای گزارشگر استفاده میشود. علاوه بر این، ترکیبات فعالشده NHS در تثبیت مولکولهای زیستی روی تکیهگاههای جامد، مانند مهرهها یا اسلایدها، برای استفاده در سنجشها و کروماتوگرافی میل ترکیبی استفاده میشوند.
شرایط واکنش ملایم مورد نیاز برای ترکیب با واسطه NHS، همراه با بازده و ویژگی بالای آن، آن را به انتخابی ارجح در کاربردهای بیوتکنولوژیکی و دارویی تبدیل میکند. با این حال، توجه به این نکته مهم است که ترکیبات NHS به دلیل تحریک پذیری و واکنش پذیری بالقوه باید با احتیاط مورد استفاده قرار گیرند. به طور خلاصه، آن را به عنوان سنگ بنای در زمینه کونژوگاسیون بیوشیمیایی قرار می دهد، و اتصال بخش های مختلف به مولکول های زیستی را با دقت و کارایی تسهیل می کند.

|
|
|
|
فرمول شیمیایی |
C4H5NO3 |
|
جرم دقیق |
115 |
|
وزن مولکولی |
115 |
|
m/z |
115 (100.0%), 116 (4.3%) |
|
تجزیه و تحلیل عنصری |
C, 41.75; H, 4.38; N, 12.17; O, 41.70 |

به عنوان یک عامل اتصال و عامل اتصال متقابل
هنگامی که NHS با یک گروه آمین واکنش نشان می دهد، یک واسطه استری فعال تشکیل می دهد که به عنوان NHS-استر شناخته می شود. این واسطه بسیار واکنش پذیر است و می تواند با سایر هسته دوست ها، مانند گروه های هیدروکسیل روی الکل ها یا گروه های آمین اضافی، تحت واکنش های جایگزینی هسته دوست قرار گیرد. این فرآیند اغلب برای ترکیب کردن مولکولهای زیستی مانند پروتئینها، پپتیدها و اسیدهای نوکلئیک با سایر بخشها، مانند رنگهای فلورسنت، آنزیمها یا داروها استفاده میشود.
- چه زمانیN-هیدروکسی سوکسینیمید(NHS) با یک گروه آمین واکنش می دهد، تحت یک واکنش تراکم قرار می گیرد که منجر به تشکیل یک استر NHS- می شود که یک استر فعال شده است. این استر فعالشده نسبت به آمین اصلی واکنشپذیرتر است و متعاقباً میتواند با سایر ترکیبات حاوی گروههای هسته دوست، مانند گروههای هیدروکسیل (روی الکلها) یا گروههای آمین اضافی، واکنشهای جایگزینی هسته دوست داشته باشد.
- تشکیل NHS{0}}واسطه استر بسیار مهم است زیرا جفت شدن مولکول آمین اصلی-حاوی با مولکول مورد علاقه دیگر را تسهیل میکند. این واکنش جفت شدن اغلب در بیوشیمی و بیوتکنولوژی برای ترکیب پروتئین ها، پپتیدها و سایر مولکول های زیستی با برچسب ها، گروه های گزارشگر یا عوامل درمانی استفاده می شود.
- شرایط ملایمی که تحت آن{0}تشکیل استر NHS و واکنشهای جایگزینی نوکلئوفیل متعاقب آن رخ میدهد، این ترکیب شیمیایی را بهویژه برای استفاده با مولکولهای زیستی حساس، مانند پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک، مناسب میسازد. این به این دلیل است که واکنش ها را می توان در محلول های آبی در دمای اتاق انجام داد و خطر دناتوره شدن یا تخریب مولکول های زیستی درگیر را به حداقل می رساند.
NHS را می توان برای ترکیب بیومولکول ها، مانند آنتی بادی ها یا آنزیم ها، به سطح بسترهای حسگر زیستی استفاده کرد. این ترکیب به بیوسنسور اجازه میدهد تا به طور خاص آنالیتهای هدف مانند پروتئینها، پپتیدها یا مولکولهای کوچک را شناسایی کرده و با آنها تعامل داشته باشد. ویژگی و حساسیت بالای واکنشهای ترکیبی مبتنی بر NHS{2}} باعث میشود که حسگرهای زیستی تهیهشده به این روش برای کاربردهایی مانند تشخیص بیماری، نظارت بر محیطزیست و آزمایش ایمنی مواد غذایی بسیار مؤثر باشند.
NHS همچنین میتواند در تهیه فرمولهای دارویی با رهش کنترلشده- استفاده شود. با ترکیب داروها به حاملهای فعالشده NHS، مانند پلیمرها یا نانوذرات، میتوان مشخصات رهاسازی دارو را برای رفع نیازهای درمانی خاص تنظیم کرد. به عنوان مثال، واکنشهای کونژوگاسیون مبتنی بر NHS{4}}میتواند برای اتصال داروها به پلیمرهای زیست تخریبپذیر استفاده شود، که سپس میتوانند به صورت ایمپلنت یا فرمولاسیون انبار تزریقی فرموله شوند که دارو را در مدت زمان طولانی آزاد میکند.
|
|
|
کاربرد در سنتز آلی
عامل اتصال متقابل
در سنتز آلی، NHS به عنوان یک عامل اتصال عرضی عمل می کند و دو یا چند مولکول را به یکدیگر متصل می کند. با گروههای آمین واکنش نشان میدهد تا ساختارهای هیدرازید آسیلی پایدار را تشکیل دهد و بیشتر جفتشدگی قوی ایجاد کند.
سنتز پلیمرها
این واکنش اغلب در سنتز پلیمرها، پلیمرها و سایر ترکیبات آلی به کار می رود.
آماده سازی NHS-اسلایدهای شیشه ای اصلاح شده
مواد آزمایشی
اسلایدهای شیشه ای اصلاح شده{0}}NHS مواد آزمایشی پرکاربردی در تحقیقات زیست پزشکی هستند. این اسلایدها با تثبیت شیمیایی گروه های NHS بر روی سطح شیشه تهیه می شوند.
صحافی خاص
گروههای NHS روی اسلایدها میتوانند به طور خاص به بیومولکولهای حاوی گروههای آمین (مانند پروتئینها، پپتیدها و اسیدهای نوکلئیک) متصل شوند و پیوندهای آمیدی پایداری را تشکیل دهند. این اجازه می دهد تا مولکول های هدف را جذب و بی حرکت کنید.
فعالیت ضد میکروبی
مهار رشد باکتری
مطالعات نشان دادهاند که NHS میتواند رشد و تولید مثل باکتریها را با اثر بر پروتئینها و غشای سلولی روی سطح باکتری مهار کند. این کشف یک رویکرد جدید برای توسعه ضد میکروبی های جدید ارائه می دهد.

روش های سنتز
دو فرآیند تولید برای HOSU وجود دارد. یکی از روشهای محلول آبی است که نمک هیدروکسیآمین را در آب حل میکند، پایه معدنی را برای آزاد کردن هیدروکسیآمین اضافه میکند و سپس سوکسینیک انیدرید را برای واکنش برای تولید H0SU اضافه میکند. این روش در پتنت ایالات متحده 5.426.190 گزارش شده است. در این روش از سولفات هیدروکسیل آمین با قیمت بالا به عنوان ماده اولیه برای به دست آوردن محصول HOSU طی سه مرحله قلیایی شدن، واکنش و جداسازی استفاده می شود. این فرآیند پیچیده است و بازده گزارش شده کمتر از 72 درصد است.
- هیدروکسیل آمین هیدروکلراید را در حلال آلی اتر معلق کنید، محدوده دمایی را در - 10~30 درجه سانتیگراد کنترل کنید، محلول متانول پایه معدنی را با غلظت 5 تا 30 درصد تحت حفاظت نیتروژن بریزید، سپس نمک جامد NaCl تولید شده تحت حفاظت نیتروژن را فیلتر کنید، اسید سوکسینیک را در دمای اتاق واکنش نشان دهید انیدرید و کامپوزیت را افزایش دهید. در طی واکنش افزایش دما، متانول ابتدا تبخیر می شود و سپس به 105 تا 130 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، زمان واکنش باید در محدوده I-20hr کنترل شود و حلال آلی اتر باید تحت فشار کاهش یافته تبخیر شود تا محصول خام HOSU به دست آید. نسبت وزنی هیدروکسیل آمین هیدروکلراید و حلال آلی اتر 1:5-1:20 است. حلال آلی اتر یکی از دی اکسان، بوتیل اتر، دی اتیلن گلیکول متیل اتر یا تتراهیدروفوران است. NaOH یا KOH به عنوان پایه معدنی انتخاب می شود و نسبت مولی پایه معدنی و هیدروکسیل آمین هیدروکلراید 1:1 است. نسبت مولی انیدرید سوکسینیک به هیدروکسی آمین هیدروکلراید 0.6-1.2: 1.0 است. کاتالیزور اسید مرکب حداقل یکی از اسید سولفوریک، اسید فسفریک، اسید استیک و اسید پروپیونیک است و مقدار اضافه شده I-10٪ از وزن انیدرید سوکسینیک است.
- اسید استیک اسید استیک را به HOSU خام به دست آمده در مرحله a اضافه کنید، آن را گرم کنید و به HOSU خام برگردانید تا حل شود، سپس در حالی که گرم است آن را فیلتر کنید تا مقدار کمی ماده نامحلول جامد حذف شود، آن را تا دمای 15 درجه سانتیگراد تا 10 درجه سانتیگراد خنک کنید و محصول متبلور شود و آن را فیلتر کنید تا محصول مورد نیاز HOSU به دست آید. نسبت مقدار اضافه شده اتیل استات به وزن محصول خام HOSU I-10: I است.
روش دیگر استفاده از سیستم حلال آلی برای تولید H0SU است. این روش در پتنت دانشگاه فودان CN2008.1020.1278 گزارش شده است. در این ثبت اختراع، از پیریدین، تری اتیل آمین و سایر پایه های آلی برای خنثی سازی (با قیمت پایین تر) هیدروکسیل آمین هیدروکلراید پس از افزودن به سوکسینیک انیدرید برای واکنش استفاده می شود. جداسازی هیدروکلراید پایه آلی تولید شده از محصول HOSU که به مقدار زیادی اتیل استات برای استخراج چندگانه (90 برابر مقدار محصول) نیاز دارد، مشکل است، بنابراین برای تولید صنعتی مناسب نیست.

N-هیدروکسی سوکسینیمیدکه معمولاً به عنوان NHS شناخته می شود، جایگاه مهمی در حوزه شیمی پپتید و سنتز آلی دارد. تاریخچه تحقیقات آن به بیش از نیم قرن می رسد، با کمک های اساسی از گروه اندرسون، که برای اولین بار استفاده از آن را برای تهیه استرهای فعال در دهه 1960 پیشنهاد کردند.
NHS یک واسطه است که به طور گسترده در تهیه استرهای فعال مختلف اسیدهای آمینه استفاده می شود. این استرها برای ترویج واکنش های جفت شدن با هسته دوست ها، به ویژه در کونژوگاسیون فلوروفورها به بقایای آمین پروتئین ها، حیاتی هستند. واکنش مطلوب، پایداری نسبی نسبت به هیدرولیز، تبلورپذیری خوب و سمیت کم استرهای NHS آنها را در کاربردهای بیوشیمیایی ضروری کرده است.
سنتز و کاربرد NHS در طول سال ها تحت تحقیقات گسترده ای قرار گرفته است. تشکیل استرهای NHS شامل واکنش گروه های کربوکسیلیک اسید با NHS است که اغلب توسط دی سیکلوهگزیل کربودی ایمید تسهیل می شود. این واکنش به دلیل پایداری استر فعال در شرایط اسیدی که تصفیه و ذخیره سازی را تسهیل می کند، اغلب در تهیه کونژوگه ها برای سنجش ایمنی آلاینده استفاده می شود.
استرهای NHS کاربردهای متنوعی پیدا کردهاند، از مزدوج کردن پروتئینها تا پپتیدها و برچسب زدن آنها با برچسبهای فلورسنت، تا به عنوان معرفهای کلیدی در سنتز پپتیدها، آنتیبیوتیکها، اسیدهای آمینه و پروتئینها. توانایی آنها برای واکنش با آمین ها تحت شرایط pH قلیایی خفیف بدون فعال سازی کربودییمید، کاربرد آنها را بیشتر گسترش داده است.
به طور خلاصه، تاریخچه تحقیق ازN-هیدروکسی سوکسینیمیدسفری را از پیشنهاد اولیه خود به عنوان یک پیش ساز استر فعال تا ایجاد آن به عنوان یک معرف همه کاره در شیمی پپتید، ترکیبات بیوشیمیایی و فراتر از آن نشان می دهد. با پیشرفت های مستمر در سنتز و کاربرد آن، NHS همچنان سنگ بنای در زمینه تحقیقات ارگانیک و بیوشیمیایی است.

زمینه شیمی NHS با پیشرفت در روشهای مصنوعی و گسترش کاربردها به تکامل خود ادامه میدهد. یکی از روندهای قابل توجه توسعه مشتقات جدید NHS با خواص افزایش یافته است. به عنوان مثال، سولفو{2}}NHS، که حاوی یک گروه سولفونات است، حلالیت در آب را بهبود میبخشد و تجمع را کاهش میدهد و آن را برای واکنشهای فاز آبی ایدهآل میکند. به طور مشابه، استرهای NHS حساس به نور، آزادسازی مکانی و زمانی مولکولهای زیستی را قادر میسازند و راههای جدیدی را در دارورسانی و زیستشناسی سلولی باز میکنند.
یکی دیگر از زمینه های نوآوری، ادغام شیمی NHS با شیمی کلیکی است، کلاسی از واکنش های زیست سازگار که با کارایی و گزینش پذیری بالا ادامه می یابد. با ترکیب استرهای NHS با معرفهای کلیک، محققان میتوانند پلتفرمهای مدولار را برای بیوکونژوگاسیون ایجاد کنند که امکان مونتاژ سریع ساختارهای بیومولکولی پیچیده را فراهم میکند.

علاوه بر این، NHS در حال یافتن کاربردهایی در زمینههای نوظهور مانند فناوری نانو و زیستشناسی تک مولکولی-است. به عنوان مثال، نقطههای کوانتومی عملکردی NHS به عنوان پروبهای فلورسنت برای تصویربرداری سلولی زنده استفاده میشوند، در حالی که پیوندهای DNA فعالشده NHS ساخت ساختارهای اوریگامی DNA را با دقت نانومتری تسهیل میکنند.
N{0}}هیدروکسی سوکسینیمید (NHS) موقعیت خود را به عنوان یک معرف همه کاره و ضروری در شیمی و بیوتکنولوژی تثبیت کرده است. توانایی آن در ایجاد پیوندهای آمیدی پایدار از طریق واکنش با آمین های اولیه، پیشرفت هایی را در بیوکونژوگاسیون، سنتز پپتید و علم مواد ممکن کرده است. از برچسبگذاری پروتئینها با رنگهای فلورسنت گرفته تا پیوندهای متقابل بیومواد برای مهندسی بافت، NHS همچنان به نوآوری در حوزههای علمی مختلف ادامه میدهد. با پیشرفت تحقیقات، توسعه مشتقات جدید NHS و روشهای ترکیبی نوید گسترش کاربردهای آن را حتی بیشتر میکند و نقش آن را به عنوان سنگ بنای شیمی مدرن تثبیت میکند.
سوالات متداول
خطرات احتمالی مخلوط کردن مواد شیمیایی (NHS) چیست؟
+
-
بسیاری از مواد شیمیایی در صورت مخلوط شدن خورنده یا انفجاری می شوند و می توانند به سلامت شما یا محیط زیست آسیب جدی وارد کنند.. همچنین ممکن است دو ماده شیمیایی مخلوط به طور کلی به چیز دیگری تبدیل شوند.
آیا NHS اسید است یا باز؟
+
-
ویژگی های محصول NHS
NHS واکنش نشان می دهد تا یک اسید فعال کمتر حساس ایجاد کند. خود گروه معمولاً به صورت SuO- یا OSu در علامت شیمیایی روی نوشته میشود.
کدام دو ماده شیمیایی را هرگز نباید با هم مخلوط کرد؟
+
-
هرگز نباید سفید کننده را با آمونیاک، که گاز سمی کلرامین ایجاد می کند، یا سفید کننده را با اسیدها (مانند سرکه/آب لیمو)، که گاز سمی کلر ایجاد می کند و منجر به مشکلات تنفسی شدید می شود، مخلوط کنید. همچنین از مخلوط کردن پراکسید هیدروژن با سرکه، تشکیل اسید پراستیک خورنده و پراکسید هیدروژن با الکل مالشی که کلروفرم ایجاد می کند، خودداری کنید. همیشه برچسب محصولات را بخوانید و از مخلوط کردن پاک کننده های خانگی برای جلوگیری از واکنش های شیمیایی خطرناک خودداری کنید.
تگ های محبوب: n-hydroxysuccinimide cas 6066-82-6، تامین کنندگان، تولیدکنندگان، کارخانه، عمده فروشی، خرید، قیمت، عمده، برای فروش









