Cyanine 染料 | MedChemExpress

发布时间：2022/5/23 13:08:33 阅读人数：216

CY 为花菁 (Cyanine) 的缩写，经典的菁染料含有两个含氮杂环，分子内部含有由甲川基 (CH)n 组成的共轭链，n 可为奇数或偶数。吸光度和荧光波长可通过选择聚次甲基桥的长度来控制：越长的花菁素具有较高的吸光度和发射波长 (图 1 所示)。根据链中的碳原子数，菁类由甲川基被分为一甲基 (CY1，n=0)、三甲基 (CY3，n=1)、五甲基 (CY5，n=2) 和七甲基 (CY7，n=3)。

图 1. 经典花菁素结构及发射光谱示意图

CY 染料的分类

CY 染料分为非磺化花菁和磺化花菁。两者的光谱特性基本相同，在 DNA 和蛋白质的标记中，它们是可互换的，两种均可用于标记生物分子。磺化花菁染料具体水溶性，且不易在水中聚集，是抗体和蛋白标记的主选择。

图 2. 共聚焦显微镜观察患者肾、肝和肿瘤的组织切片中 Cy5 的摄取情况^[3]

文中所用 Cy5 来自 MCE

CY 活化基团的选择

根据需要标记的生物分子的可标记基团 (胺基、醛基或巯基) 以及酸碱性，选择相应的活化染料和反应条件。为减少空间位阻影响，CY 染料常做各种修饰，具体如下：

1) Succinimidyl ester (SE) 修饰：

该类型 CY 染料可与蛋白的氨基末端或伯胺反应，从而实现包括多肽、抗体等的蛋白标记。标记反应相对于游离酸形式，空间位阻更小，反应更加稳定；

如 Shiqi Huang 等人研制出一种经过修饰的纳米载体，用于治疗因黑色素瘤导致的肺部肿瘤，研究人员用 Cy5-SE 标记了四种修饰的纳米颗粒导入小鼠体内，并观察肺部荧光图像，进而确定纳米颗粒的聚集情况。结果表明，小鼠的肺部有大量的 Cy5-SE 标记的纳米颗粒靶向聚集，延缓了肿瘤的生长，该文章用荧光标记的方法证明了纳米载体抗肿瘤活性实验的可靠性。

图3. CY5-SE 标记四种修饰载体蛋白的荧光图像^[2]

2) Hydrazide (酰肼) 修饰：

该类型 CY 染料可与蛋白等生物分子的醛基反应，多用于神经元细胞的电极失踪和神经缝隙连接硏究；

该类型 CY 染料还可用于糖基化抗体的标记；如 J.E.Noble 等用 Hydrazide 修饰的 CY3对四种糖基化抗体进行偶联 (半乳糖、唾液酸、N 乙酰氨基葡萄糖和甘露糖)，得到稳定的 CY3-Hydrazide 标记抗体。

3) Maleimide (马米酰亚胺) 修饰：

该类型 CY 染料可与蛋白等生物分子的巯基反应，实现标记。

CY 花菁类染料优点

1) 光谱窄，信号强；

2) 花菁类染料的摩尔吸光系数高于其他荧光染料；

3) 磺化花菁类染料易溶于水，对组织细胞毒性小，适用于动物和细胞实验；

4) 荧光波段在近红外区段的组织透过性更好。

标记反应操作

以 NHS 活化脂 CY 标记蛋白为例，如下图所示：

图 3. CY 标记蛋白操作流程

将蛋白溶液与配置好的染料工作液倒入反应溶剂中 → 用移液器上下轻打混匀 → 常温下静置或轻微混动反应 3-5 个小时 (可过夜) → 反应结束后进行透析除去未标记染料 → 避光放置在 4°C 保存

Product Name	λex/ λem	Description
Cy2	488/520	是一种花青染料，可标记多肽，蛋白和寡核苷酸种的氨基。
Cy2-SE (iodine)	488/520	Cy2-SE (iodine) 为 Cy2 的 SE 修饰所得，可标记多肽、蛋白和寡核苷酸中的氨基。
Cy3-N3	555/580	Cy3 (Cyanine 3) 是一种发橘黄色荧光的花青素荧光染料。可以用 530nm-561nm 的激光束激发后用 TRITC 的滤片观察。
Cy 3 Non-Sulfonated	555/580	Cy3-N3 是 Cy3 叠氮化物荧光染料，用于多肽、蛋白和寡核苷酸中的氨基。
Cy3-YNE	555/580	CY3-YNE (Sulfo-Cyanine3-alkyne) 是一种染料，可用于标记可溶性蛋白、肽和寡核苷酸/ DNA。
Cy5	659/670	Cy5 是明亮的红色荧光染料，用于标记肽，蛋白质，寡核苷酸的氨基基团的反应染料。
Cy5-SE	659/670	Cy5-SE (Cy5 NHS Ester) 是一种用于标记肽，蛋白质，寡核苷酸的氨基基团的反应染料。
Cy5.5	673/707	Cy5.5 (Sulfo-Cyanine5.5) 是用于标记生物分子的近红外荧光染料，可用于小动物体内成像，也常常适用于对背景荧光干扰的实验。
Cy5.5-SE	673/707	Cy5.5-SE (Cyanine5.5 NHS ester) 为 CY5 的 NHS 修饰所得，可标记多肽、蛋白和寡核苷酸中的氨基。
Cy7-SE	720/790	CY7-SE (Sulfo-Cyanine7 Succinimidyl Ester) 是一种近红外荧光标记试剂，常用于小动物体内成像，也用来标记核酸，蛋白，多肽，纳米粒，多聚物等。

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参考文献

1.. X Shi, Y Jung, LJ Lin, C Liu, C Wu, IKO Cann, Quantitative fluorescence labeling of aldehyde-tagged proteins for single-molecule imaging Nat Methods. 2012 Apr 1;9(5):499-503

2. JE Noble, E Cerasoli.Fluorescent labeling of protein analysis.

3. Arindam Pramanik, Zexi Xu, Shazana H Shamsuddin, et al. Affimer Tagged Cubosomes: Targeting of Carcinoembryonic Antigen Expressing Colorectal Cancer Cells Using In Vitro ａnd In Vivo Models. ACS Appl Mater Interfaces. 2022 Mar 9;14(9):11078-11091.

原创作者：MedChemExpress