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花菁類染料的分類介紹及選用指南
閱讀：4424 發(fā)布時間：2019-1-12花菁類染料的分類介紹及選用指南
花菁這類染料的分子內(nèi)部含有由甲川基(CH)n組成的共軛鏈，n可為奇數(shù)或偶數(shù)。共軛鏈兩端或鏈中間連有雜環(huán)、芳環(huán)化合物、環(huán)烯化合物等與共軛鏈組成一個大的共軛體系，分子內(nèi)部的氫可被一定數(shù)目的各類取代基取代。
基于其結(jié)構(gòu)，花菁通常有非常高的超過100000 Lmol-1cm-1消光系數(shù)。不同的取代基具有控制發(fā)色團(tuán)的性能，如吸收波長、耐光性、熒光。例如，通過聚次甲基橋鍵長度的選擇來控制吸光度和熒光波長：聚次甲基橋鍵越長其吸光度越高且發(fā)射波長可達(dá)到近紅外區(qū)。
已經(jīng)有許多的花菁染料（Cyanine dyes）用于生命科學(xué)領(lǐng)域，一系列的噻唑和惡唑染料用作DNA 和蛋白質(zhì)染色(如TOTO，YOYO， Stains All和其它)。但是在生命科學(xué)研究領(lǐng)域受歡迎的花菁染料是由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Alan Waggoner和他的同事們在1990年代早期發(fā)現(xiàn)的。該花菁染料是經(jīng)過修飾后的吲哚菁綠(ICG)，從1970年代以來該染料一直用于血管造影術(shù)，而且他們都包含兩個假吲哚環(huán)側(cè)翼(CH)n鏈。發(fā)現(xiàn)此類染料對生物分子表現(xiàn)出較低的非特異性結(jié)合， 由于巨大的消光系數(shù)能發(fā)出明亮的熒光和良好的量子產(chǎn)量。 這些分子可在公共領(lǐng)域獲得，并從陜西新研博美生物科技有限公司可購買到， 作為各種反應(yīng)衍生物用于科研和商業(yè)，比如用于點擊化學(xué)的NHS酯、馬來酰亞胺、疊氮化物的衍生品和其他衍生物。
供應(yīng)商：陜西新研博美生物科技有限公司
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陜西新研博美生物科技有限公司ICG及衍生物產(chǎn)品列表：
吲哚菁綠直接標(biāo)記在磷脂上:
DSPE-ICG
DPPE-ICG
DMPE-ICG
DLPE-ICG
DOPE-ICG
吲哚菁綠通過一個小分子PEG偶連到磷脂上,PEG重復(fù)單元從2-5個不等:
DSPE-PEG2-ICG
DSPE-PEG3-ICG
DSPE-PEG4-ICG
吲哚菁綠連接高分子PEG再連接到磷脂上，PEG分子量有550/750/1000/2000/3400/5000
ICG-PEG-DSPE
ICG-PEG-DMPE
ICG-PEG-DPPE
ICG-PEG-DLPE
ICG-PEG-DOPE
吲哚菁綠標(biāo)記PEG末端帶活性基團(tuán)產(chǎn)品,PEG分子量1000/2000/3400/5000 Da ：
mPEG-ICG
ICG-PEG-NH2
ICG-PEG-COOH
ICG-PEG-MAL
ICG-PEG-NHS
ICG-PEG-N3
ICG-PEG-Biotin
ICG-PEG-SH
ICG-PEG-OH
ICG-PEG-Alkyne
ICG-PEG-CHO
ICG-PEG-Folate
ICG-PEG-cRGD
吲哚菁綠修飾一些聚合物產(chǎn)品：
PLGA-ICG
PCL-ICG
PDLLA-ICG
Dextran-ICG
PEI-ICG
PAMAM-ICG
PLL-ICG
吲哚菁綠修飾一些共聚物產(chǎn)品：
PLGA-PEG-ICG
PCL-PEG-ICG
PLA-PEG-ICG
mPEG-PLGA-ICG
mPEG-PLA-ICG
mPEG-PCL-ICG
PLGA-PEI-ICG
Dextran-PLGA-ICG
Dextran-PCL-ICG
ICG-PEG-PEI
系列產(chǎn)品三：ICG修飾蛋白類產(chǎn)品
ICG-Avidin
ICG-Streptavidin
ICG-BSA
ICG-Dextran
ICG-Alginate
ICG-Chitosan
ICG-Hyaluronic acid
ICG-Heparin
ICG-Ficoll
ICG-Cellulose
ICG-Concanavalin A
ICG-Transferrin
ICG-Polylysine
ICG-c(RGDyk)
ICG-Crgd
系列產(chǎn)品五：活化基團(tuán)修飾ICG產(chǎn)品
ICG NHS ester
ICG Vinylsulfone
ICG isothiocyanate
ICG Carboxlaic acid
ICG Maleimide
ICG amine
ICG thiol
ICG dichlorotriazine
ICG Hydrazide
ICG alkyne
ICG Avidin
ICG Biotin
花菁染料分為兩種：非磺化的花菁染料和磺化的花菁染料，對于許多的應(yīng)用，他們是可以互相替換的，因為他們的光譜屬性幾乎相同?；腔头腔腔玖峡捎糜贒NA和蛋白質(zhì)等生物分子的標(biāo)記。兩種染料的區(qū)別在于它們的溶解度：磺基染料是水溶性，他們可在水環(huán)境中標(biāo)記無需添加有機(jī)助溶劑，他們在水里的分散性較好。在某些情況下，你可能會只需要這兩種染料中的一種（下面將具體講述非磺化的花菁染料和磺化的花菁染料的具體區(qū)別。）
非磺化的花菁染料
可用的非磺化的花菁染料包括Cy3，Cy3.5，Cy5，Cy5.5，Cy7，和Cy7.5，Cy代表‘cyanine’，個數(shù)字代表了假吲哚之間的碳原子數(shù)。Cy2是惡唑衍生物而不是假吲哚，是不遵守這個規(guī)則的。后綴.5是苯丙稠合的花菁染料。結(jié)構(gòu)的變化也能改變分子的熒光特性，及覆蓋重要的可見光和攜帶幾個熒光基團(tuán)的近紅外光譜。
大部分非磺化的花菁染料衍生物（酰肼鹽酸鹽類和胺類除外）具有低水溶性，當(dāng)這些分子用于生物分子標(biāo)記時， 使用有機(jī)溶劑作為助溶劑(5-20%的DMF或DMSO)是有效的反應(yīng)所必需的?；ㄝ既玖蠎?yīng)先溶解在有機(jī)溶劑中，之后在適當(dāng)?shù)乃芫彌_劑作用下加入到生物分子溶液中（蛋白質(zhì)，肽，氨基標(biāo)記的 DNA）。在染料沉淀之前，染料分子與生物分子發(fā)生有效反應(yīng)。
非磺化的花菁染料的熒光性質(zhì)對溶劑和反應(yīng)環(huán)境的依賴性較小，非磺化的的花菁染料的吸光度和熒光光譜繪制如下。
磺化的花菁染料
磺化的花菁染料包含了額外地磺基官能團(tuán)能促進(jìn)染料分子在水相中的溶解度，帶電荷的磺酸鹽降低了染料分子的聚合度且能很好地標(biāo)記偶聯(lián)物。
目前可用的磺化花菁染料包括sulfo-Cy3，sulfo-Cy5和sulfo-Cy7。
磺化花菁染料具有高度水溶性。標(biāo)記生物分子時不需要有機(jī)助溶劑輔助。
磺化和非磺化花菁染料之間的異同
磺化和非磺化花菁染料都展現(xiàn)出非常相似的熒光性能。然而，在使用說明上有幾個不同點需要注意，非磺化花菁染料必須要先溶解在有機(jī)助溶劑中（DMF or DMSO），之后在適當(dāng)?shù)乃芫彌_劑作用下加入靶標(biāo)生物分子溶液。推薦使用的助溶劑的體積為，溶解Cy3， Cy5， Cy7使用10%助溶劑，.5的染料使用15%的助溶劑。而磺化的花菁染料可以在純粹的水環(huán)境中應(yīng)用。關(guān)于花菁染料在純化方面的差異：當(dāng)使用與水或水溶緩沖溶液相關(guān)的透析純化染料時，必須使用sulfo-Cy以實現(xiàn)除去未反應(yīng)的染料材料。與磺化和非磺化花菁染料的反應(yīng)可以通過凝膠過濾，色譜法 (FPLC，液相色譜法，離子交換法)，或電泳純化。
陜西新研博美生物科技有限公司提供的CY系列的產(chǎn)品目錄：
CY3-COOH
Cyanine3-NHS ester
CY3-NH2
Cyanine3-azide
CY3-alkyne
CY3-MAL
Cyanine3-hydrazide
CY3-SH
2050/10mg 3850/25mg 6500/50mg
Sulfo-CY3-COOH
Sulfo-CY3-NHS ester
Sulfo- Cyanine3-NH2
Sulfo-CY3-azide
Sulfo-CY3-alkyne
Sulfo- Cyanine3-MAL
Sulfo-CY3-hydrazide
Sulfo- Cyanine3-SH
2850/10mg 5500/25mg 9500/50mg
Cyanine3.5-COOH
CY3.5-NHS ester
CY3.5-NH2
Cyanine3.5-azide
Cyanine3.5-alkyne
CY3.5-MAL
Cyanine3.5-hydrazide
CY3.5-SH
2050/10mg 3850/25mg 6500/50mg
Sulfo-CY3.5-COOH
Sulfo- Cyanine3.5-NHS ester
Sulfo-CY3.5-NH2
Sulfo-CY3.5-azide
Sulfo- Cyanine3.5-alkyne
Sulfo-CY3.5-MAL
Sulfo- Cyanine3.5-hydrazide
Sulfo- Cyanine3.5-SH
2850/10mg 5500/25mg 9500/50mg
Cyanine5-COOH
CY5-NHS ester
Cyanine5-NH2
CY5-azide
CY5-alkyne
CY5-MAL
CY5-hydrazide
CY5-SH
2050/10mg 3850/25mg 6500/50mg
Sulfo-CY5-COOH
Sulfo- Cyanine5-NHS ester
Sulfo- Cyanine5-NH2
Sulfo- Cyanine5-azide
Sulfo-CY5-alkyne
Sulfo-CY5-MAL
Sulfo-CY5-hydrazide
Sulfo-CY5-SH
2850/10mg 5500/25mg 9500/50mg
CY5.5-COOH
CY5.5-NHS ester
Cyanine5.5-NH2
Cyanine5.5-azide
CY5.5-alkyne
CY5.5-MAL
CY5.5-hydrazide
CY5.5-SH
2050/10mg 3850/25mg 6500/50mg
Sulfo-Cyanine5.5-COOH
Sulfo-Cyanine5.5-NHS ester
Sulfo-CY5.5-NH2
Sulfo- Cyanine5.5-azide
Sulfo-CY5.5-alkyne
Sulfo-CY5.5-MAL
Sulfo-CY5.5-hydrazide
Sulfo-CY5.5-SH
2850/10mg 5500/25mg 9500/50mg
CY7-COOH
CY7-NHS ester
Cyanine7-NH2
CY7-azide
CY7-alkyne
Cyanine7-MAL
CY7-hydrazide
CY7-SH
2050/10mg 3850/25mg 6500/50mg
Sulfo-CY7-COOH
Sulfo- Cyanine7-NHS ester
Sulfo- Cyanine7-NH2
Sulfo- Cyanine7-azide
Sulfo- Cyanine7-alkyne
Sulfo-CY7-MAL
Sulfo-CY7-hydrazide
Sulfo-CY7-SH
2850/10mg 5500/25mg 9500/50mg
CY7.5-COOH
CY7.5-NHS ester
Cyanine7.5-NH2
CY7.5-azide
CY7.5-alkyne
Cyanine7.5-MAL
CY7.5-hydrazide
Cyanine7.5-SH
2050/10mg 3850/25mg 6500/50mg
Sulfo-CY7.5-COOH
Sulfo-CY7.5-NHS ester
Sulfo-CY7.5-NH2
Sulfo- Cyanine7.5-azide
Sulfo- Cyanine7.5-alkyne
Sulfo-CY7.5-MAL
Sulfo-CY7.5-hydrazide
Sulfo-CY7.5-SH
2850/10mg 5500/25mg 9500/50mg
供應(yīng)商：陜西新研博美生物科技有限公司
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磺化和非磺化花菁染料在標(biāo)記以下類別目標(biāo)時是可互換的:
1.可溶性蛋白，其對額外添加的有機(jī)助溶劑具有耐受性
2.抗體(使用5 - 10% DMSO / DMF)
3.DNA和寡核苷酸
4.肽
5.許多小分子
注：用類似磺化和非磺化的試劑標(biāo)記的共軛物（例如：sulfo-Cy5 和Cy5）的熒光性質(zhì)是非常相似的，可用于各種熒光儀器。
以下情況必須選用磺化花菁染料：
1.遇DMF 或 DMSO變性的敏感蛋白質(zhì)
2.通過透析純化的蛋白質(zhì)偶聯(lián)物
3.在水溶液中有納米粒子
4.不溶于水或疏水的蛋白
以下情況必須選用非磺化花菁染料：
在有機(jī)相中發(fā)生的反應(yīng)（二氯甲烷，腈化甲烷）