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2025年10月17日 10:38 来源：
一、核心成分与材料定位
CY5.5：近红外荧光染料，发射波长约 675-700 nm，光稳定性好、组织穿透深，常用于生物成像、检测等场景。
木质素磺酸钠：天然高分子化合物，由木质素经磺化改性得到，水溶性强、分散性好、生物相容性优异，来源广泛（造纸废液副产品）。
材料本质：通过共价键连接的 “荧光染料 - 天然高分子” 偶联物，核心用途集中在生物医学（如药物载体、细胞成像探针）、传感检测等领域。
二、关键化学特性与属性
1. 化学特性
水溶性：木质素磺酸钠的磺酸盐基团（-SO₃Na）赋予材料极强水溶性，避免 CY5.5 自身疏水性导致的聚集问题。
荧光特性：保留 CY5.5 的近红外荧光发射能力，荧光量子产率受木质素基质影响较小，光稳定性优异。
化学稳定性：共价键连接方式使其在生理环境（pH 7.2-7.4）、常见溶剂中不易解离，耐酸碱范围较宽（pH 3-10）。
生物相容性：木质素磺酸钠天然无毒、可降解，CY5.5 经偶联后生物毒性降低，适合生物体系应用。
2. 核心属性
形态：通常为淡黄色至深黄色粉末或水溶液，无明显异味。
分子量：因木质素磺酸钠的分子量分布（数万至数十万）而异，偶联后分子量略高于原料木质素磺酸钠。
亲疏水性：整体呈亲水性，表面富含羟基（-OH）、磺酸盐基团，可与极性分子或生物分子相互作用。
三、CY5.5 与木质素磺酸钠的连接方式
核心是共价键偶联，依赖双方的活性官能团反应，常见两种路径：
氨基 - 羧基缩合反应（最常用）
预处理：CY5.5 需引入羧基（-COOH）或氨基（-NH₂）活性基团（市售 CY5.5 常含 COOH 修饰）；木质素磺酸钠的羟基可通过环氧氯丙烷活化，或与乙二胺反应引入氨基（-NH₂）。
反应过程：在缩合剂（如 EDC/NHS）催化下，CY5.5 的 - COOH 与木质素磺酸钠的 - NH₂形成酰胺键（-CO-NH-），实现共价连接。
羟基 - 异氰酸酯反应
预处理：将 CY5.5 修饰为异氰酸酯衍生物（-NCO），木质素磺酸钠保留自身羟基（-OH）。
反应过程：-NCO 与 - OH 发生加成反应，形成氨基甲酸酯键（-O-CO-NH-），适用于无需引入额外氨基的场景。
四、制备方法（实验室常用流程）
原料预处理：
木质素磺酸钠纯化：将工业级木质素磺酸钠溶于水，过滤去除不溶性杂质，透析（截留分子量 1000-5000 Da）去除小分子盐，冷冻干燥得纯品。
CY5.5 活化：若使用 CY5.5-COOH，加入 EDC 和 NHS 在 DMF 溶液中活化 30-60 分钟，激活羧基反应活性。
偶联反应：
将活化后的 CY5.5 溶液缓慢滴入木质素磺酸钠水溶液（pH 6.5-7.5），室温搅拌反应 8-12 小时。
控制投料比：CY5.5 与木质素磺酸钠的摩尔比通常为 1:5-1:20，避免染料过度聚集。
产物纯化：
反应液经透析（截留分子量 5000-10000 Da）去除未反应的游离 CY5.5 和缩合剂。
冷冻干燥或喷雾干燥，得到 CY5.5 - 木质素磺酸钠固体产品。
五、关键反应与副反应
1. 核心偶联反应（以酰胺键合为例）
反应式：CY5.5-COOH + H₂N - 木质素磺酸钠 → CY5.5-CO-NH - 木质素磺酸钠 + H₂O
反应条件：室温、中性 pH（6.5-7.5）、缩合剂（EDC/NHS）催化，溶剂为水 - DMF 混合体系（提高 CY5.5 溶解度）。
反应特点：反应温和、选择性高，酰胺键稳定性强，适合生物功能材料制备。
2. 主要副反应
CY5.5 自身聚合：活化后的 CY5.5 可能发生分子间缩合，需控制投料浓度（≤10 mg/mL）和反应时间。
木质素磺酸钠羟基干扰：过量羟基可能与活化羧基发生微弱酯化反应，可通过调节 pH（优先氨基反应）减少干扰。
缩合剂水解：EDC 在水溶液中易水解失效，需现配现用，或在反应体系中加入少量 DMF 抑制水解。
日期：2025-10-17
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