详解 Poloxamers： 非离子型嵌段共聚物表面活性剂指南
详解 Poloxamers： 非离子型嵌段共聚物表面活性剂指南
它们是什么（定义与起源）
Poloxamers 是一类两亲性三嵌段共聚物，通式为 HO–(EO)_a–(PO)_b–(EO)_a–H（EO = 环氧乙烷，PO = 环氧丙烷）。在水中可自组装形成胶束；对某些牌号而言，在足够浓度下还能形成可逆热致凝胶。商业产品包括 BASF 的 Pluronic/Kolliphor P、Croda 的 Synperonic PE，以及药典/通用名poloxamer（如 poloxamer 188、407）。
从 1990 年代起，此类共聚物受到广泛研究（参见 Alexandridis & Hatton 关于 EO–PO–EO 表面活性剂在水相和界面的经典综述）。
关于 CAS：9003-11-6 是“oxirane, methyl-, polymer with oxirane”的通用注册项，即 EO/PO 嵌段共聚物的总称——Poloxamers（及具体牌号如 P188、P407）均归于此条目之下。
组成、结构与命名：
· 结构：对称的PEO–PPO–PEO；中央疏水PPO核心，两侧为亲水PEO链。
· USP 定义：“Poloxamer 是由环氧乙烷与环氧丙烷组成的合成嵌段共聚物”，各类型以平均分子量与 PEO 百分含量定义。
· 命名规则（两种常见体系）：
Poloxamer Pabc（USP）：ab × 100 ≈ PPO 嵌段分子量；c × 10 ≈ PEO 质量百分比。
示例：Poloxamer 188 → PPO ≈ 1,800；~80% PEO。（USP表列P188的PEO为81.8 ± 1.9%。）
Pluronic F/L/P-xy（BASF）：首位或前两位数字 × 300 ≈ PPO 分子量；末位数字 × 10 ≈ PEO 质量百分比；
字母指 25°C 物态（L 液体/P 膏状/F 片状固体）。不同品牌细节略有差异，但本质上都编码 PPO 大小与 PEO 含量。
下表以Poloxamer 188为例，展示命名与同义名——四种名称对应同一化学组成（EO–PO–EO：PPO ~1,800；~80% PEO），差异仅在厂商与应用语境（药典通用 vs 工业牌号 vs 医药牌号 vs Croda 品牌）
Poloxamer 188 的命名与同义名：
名称/代码 | 所有者 | 含义 | 备注/应用 |
Poloxamer 188 | USP / Ph.Eur. / INN | 药典（通用）名；“188”编码 PPO ~1,800 与 ~80% PEO | 用于药典、监管文件（FDA IID、USP–NF） |
Pluronic® F-68 | BASF（工业品牌） | “F”= 固体（片状）；“68”编码 PPO 与 %PEO | 该化学体系的最初 BASF 注册商标 |
Kolliphor® P 188 | BASF（医药/生物工艺品牌） | Pluronic F-68 的药用级品牌 | 用于注射剂、眼科制剂与细胞培养基 |
Synperonic™ PE/F68 | Croda | “PE”= 聚乙二醇–聚丙二醇嵌段家族；“F68”与 BASF 编码对应 | Croda 对应组成的品牌 |
核心理化性质（及其意义）
自组装与凝胶
· CMC 与 CMT：
胶束化发生在临界胶束浓度（CMC）与临界胶束温度（CMT）之上。CMC 随PPO增长与温度升高而降低，而在盐/溶剂改性或 PPO 更短时则上升。报道数值依方法与条件而异（出现指标范围属正常）。
典型数据（示例）：Poloxamer 188（F-68）在 20–25 °C 的 CMC 报 ~0.04 mM；亦有文献因方法/牌号不同报得更高值（~0.48 mM）。Poloxamer 407（F-127）CMC 很低（几十 µM），并在 ~15–30% w/w 形成热致凝胶。
· 胶束尺寸与形态：
胶束的流体动力学直径通常 10–100 nm（取决于不同参数产品与条件）。聚集数与尺寸随温度与 PPO 含量增加而上升——这对药物增溶能力至关重要。
· 热致凝胶（以 P407 为典型）：
当超过凝胶转变温度（T_{sol→gel，18–25% P407 常接近室温/体温）时，溶液形成可逆凝胶——适用于原位成胶给药库。
界面活性与 HLB（亲水亲油平衡）
· HLB 随 PEO 含量升高而增大（更亲水）：
示例：P407 的 HLB ~18–23；P188 的 HLB 常见报道 ≥24–29——有助于在乳化剂与润湿/增溶剂角色间做选择。
浊点与溶解性
· 高 PEO（如 P188）在典型使用浓度下浊点 > 100 °C——即在日常工艺温度范围内具有优异的水相澄清度。
稳定性与杂质
· 药用/生物工艺级常含BHT（~50–150 ppm）作抗氧剂；按USP要求需标示。批次多分散性与痕量物质可能影响性能，尤其在细胞培养中。
常用药典级 poloxamers（均属于通用 CAS 9003-11-6）
· Poloxamer 188 = Pluronic F-68 = Kolliphor® P 188 = Synperonic PE/F68
固体（片/粒状）。%PEO ≈ 81.8 ± 1.9；典型 MW 7,680–9,510。HLB ≥24–29；浊点 > 100 °C。广泛用于增溶、细胞培养剪切保护。
· Poloxamer 407 = Pluronic F-127 = Kolliphor® P 407 = Synperonic PE/F127
固体；MW ~12,000–14,000；~70% PEO；在 ~15–30% w/w 下热致凝胶；常用于原位凝胶及外用/耳科/眼科制剂。
· Poloxamer 338 = Pluronic F-108
MW ~14,000–15,000；~80% PEO；（极高 PEO，亲水固体）——用于需要超高HLB与增稠的场景。
· Poloxamer 184 = Pluronic L-64
MW ~2,900–3,100；~40% PEO；浊点 42–46 °C；（较低 PEO，液体）更疏水——用于润湿/油相增溶及作为联合表面活性剂使用。
· Poloxamer 84 = Pluronic® P-84 = Synperonic™ P84
MW ~4,000；~40–50% PEO；中等亲水性；液体/膏状；用于工业与药用配方的乳化与润湿。
阿拉丁所供不同牌号与纯度的 Poloxamers
阿拉丁目录号 | 产品名称 | 等级与纯度 |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | 平均 Mn ~1,100（EO：PO=10:1） | |
Synperonic® PE P105 | 表面活性剂 | |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | 平均 Mn ~4,400（30% PEG） | |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | 平均 Mn ~2,000（EO：PO=1：9） | |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | 平均 Mn ~14,600（EO：PO=8：2） | |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | 平均 Mn ~2700（EO:PO=3:7） | |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | 平均 Mn ~2,000 | |
Kolliphor® P 188 |
| |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | 平均 Mn ~3,300 | |
Poloxamer 407 | 纯化，非离子型 | |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | 平均 Mn ~5800（EO：PO=3：7） | |
Synperonic® F 108 | 非离子型表面活性剂 | |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | 平均 Mn ~2,900（EO：PO=2：3） | |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | 平均 Mn ~2,800 | |
Kolliphor® P 188 微型 |
| |
Kolliphor® P 407 | 氧乙烯71.5-74.9% | |
Kolliphor® P 407 微型 |
| |
Pluronic® F-127 | BioReagent 用于细胞培养 Granular waxy | |
Synperonic® PE/P84 |
| |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | average Mn ~8,400(EO：PO=4：1) | |
聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇) | average Mn ~12,600(EO：PO=7：3) |
性质如何影响使用（概要“设计”指南）
· 需要生物反应器的剪切保护/消泡或溶液高澄清度？
→ 选择高 PEO、高 HLB（如 P188）。
· 需要原位成胶给药库或延长驻留？
→ P407 在 18–25% w/w；可用共混（如加入 P188 或多糖）微调凝胶点。
· 需要在外用/耳科/眼科中进行油相增溶/乳化？
→ 将 PPO 大小与负载疏水性匹配；考虑与更疏水的 Pluronic（如 P123）形成混合胶束以提升容量。
· 注射用制剂：
→ 关注抑菌防腐剂相容性（苯酚/甲酚可改变胶束）与灭菌影响（尤其是 P407 凝胶）。
Poloxamers：优势 vs 局限
优势/特色 | 局限/注意 |
两亲性多面手：EO–PO–EO 结构可随不同参数产品与浓度实现胶束化、乳化、消泡、增溶与成胶。 | 批间差异：作为 UVCB（组成不确定但生物学特征一致）物质，分子量分布、羟值、浊点与性能可能有批差—在生物工艺与药品监管场景尤需控制。 |
产品型号谱系广：如 P188、P407、P84、P184 覆盖宽广的分子量、HLB 与功能区间。 | 方法依赖的CMC/CMT：不同测量方法、溶剂与离子条件下差异显著；需在配方相关条件下自行测定。 |
生物相容与监管认可：列入 USP/Ph.Eur.，见于 FDA IID；通常安全、非离子、低毒；已用于核准药品（如含 P407 的 OTIPRIO®）。 | 灭菌敏感性：热灭菌与γ辐照可改变P407的凝胶与流变；注射/植入系统需验证。 |
蛋白与细胞保护：P188（F68）可防止治疗性蛋白聚集，并在生物反应器中保护哺乳细胞免受剪切损伤。 | 稳定剂与杂质：不少含BHT（~50–150 ppm）；在敏感配方中未必可接受。残余单体/稳定剂的批差可能影响生物药质量。 |
热响应凝胶：P407 在体温温度成胶，用于长效眼科、鼻用、直肠与注射给药。 | 防腐剂相互作用：苯酚与间甲酚可致P188溶液胶束聚集或浑浊；注射用需做相容性评估。 |
泡沫控制与润湿：（如 P84、P184/L64）在工业发酵、制浆造纸、金属加工中表现出色。 | 浊点敏感：部分产品（如 P184/Poloxalene）CP ≈ 42–46 °C，储存/加工温度接近此区间时有相分离风险。 |
强增溶力：高PEO如（P188、P338）可增溶难溶药物与营养素，稳定乳剂并提升生物利用度。 | 剂量/给药方式注意：作为赋形剂总体安全，但极高系统剂量（尤其 P407 于啮齿类）可诱导高脂血症；须遵守安全边际。 |
跨行业通用：用于医药、生物工艺、化妆品、食品与工业配方—覆盖多领域的一类表面活性剂。 | 环境与成本考量：为合成聚合物，来源于石化；相较天然表活可降解性与成本存在劣势。 |
参考文献
1. United States Pharmacopeia. Poloxamer 专论. USP–NF Online, 2023.
2. United States Pharmacopeia. Poloxamer 类型表. USP–NF Online, 2023.
3. European Pharmacopoeia. Poloxamers. EDQM, 2023.
4. U.S. FDA. Inactive Ingredient Database (IID)：Poloxamer 条目, 2023.
5. CAS Registry 9003-11-6：Oxirane, methyl-, polymer with oxirane. ChemIDplus/NIST/EPA SRS, 2023.
6. Alexandridis P, Hatton TA. Colloids Surf A 1995;96:1–46.
7. Rieger J, van der Linden M. Polym Chem 2011;2:587–97.
8. Schmolka IR. J Biomed Mater Res 1972;6:571–82.（P407 早期热凝胶工作）
9. BASF. Kolliphor® P 188 技术资料, 2022.
10. BASF. Kolliphor® P 407 技术资料, 2022.
11. BASF. 生物制药上游工艺中的 Poloxamers 技术手册, 2022.
12. Croda. Synperonic™ PE/F68 与 PE/F127 产品数据, 2022.
13. MilliporeSigma. Poloxamer 188 (Pluronic F68) 产品信息, 2022.
14. MilliporeSigma. Poloxamer 407 (Pluronic F127) 产品信息, 2022.
15. SERVA Electrophoresis. Poloxamer 188 说明书, 2021.
16. U.S. FDA. OTIPRIO® 批准资料, 2015.
17. Roscigno R, et al. Int J Pharm 2018;548:214–22.（防腐剂对 P188 胶束化的影响）
18. Ricci EJ, et al. Int J Pharm 2005;288:235–44.（P407 凝胶持续释放利多卡因）
19. Mortensen A, et al. Atherosclerosis 2001;156:9–19.（P407 在大鼠的高脂模型）
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