[花青素]CY5-柚皮素，CY5-Naringenin，CY5标记柚皮素分子链接特性

2025年09月24日 11:31 来源：

一、化学性质：结构决定功能

CY5-柚皮素由两部分共价结合而成：

柚皮素核心：属于二氢黄酮类化合物，化学式为C₁₅H₁₂O₅，分子量272.25。其结构包含4',5,7-三羟基黄烷酮骨架，酚羟基（-OH）和酮羰基（C=O）赋予其抗氧化、抗炎等生物活性。

CY5荧光基团：属于菁染料（Cyanine）系列，具有多聚次甲基桥链结构，两端含氮原子（其中一个带正电），形成离域正电荷效应。其吸收峰约650 nm，发射峰约670 nm，属于近红外荧光染料，光稳定性高，但需避光保存以防止氧化降解。

共价结合方式：柚皮素的酚羟基与CY5的NHS酯或马来酰亚胺基团发生酯化或酰胺化反应，形成稳定共价键，确保荧光标记的持久性。

二、物理性质：溶解性与稳定性

溶解性：

柚皮素：易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，几乎不溶于水。

CY5：在有机溶剂（如DMSO）中溶解性较好，水溶性较低。

CY5-柚皮素：因CY5的引入，整体溶解性可能略有改善，但仍需借助有机溶剂或表面活性剂辅助溶解。

稳定性：

CY5对氧和pH敏感，需在无氧、中性pH环境下保存。

柚皮素在光照或高温下易降解，需避光、低温储存。

CY5-柚皮素：结合后需兼顾两者稳定性，通常建议在避光、干燥、低温（如2-8℃）条件下保存。

三、荧光作用原理：近红外优势与信号放大

荧光发射机制：
CY5的共轭π电子体系在650 nm光激发下，电子跃迁至高能级，返回基态时释放670 nm近红外光。近红外波段（650-900 nm）具有以下优势：

低背景干扰：生物组织自身荧光较弱，信号特异性高。

深组织穿透：光散射少，适合活体成像或厚样本检测。

荧光信号放大：

CY5的摩尔吸光系数高，荧光强度强，可实现低丰度目标物的检测。

通过生物素-亲和素系统（如与链霉亲和素结合），可进一步放大信号，提升检测灵敏度。

四、多领域应用：从生物成像到材料功能化

生物成像与追踪：

细胞成像：利用CY5的荧光信号，实时观察柚皮素在细胞内的分布及动态过程，例如追踪其在细胞膜、细胞质或细胞核中的定位。

亚细胞器标记：柚皮素-CY5可标记线粒体、内质网等，研究其与细胞器的相互作用。

分子相互作用研究：

蛋白质-配体结合：通过荧光偏振或FRET技术，研究柚皮素与靶蛋白（如酶、受体）的结合模式及亲和力。

DNA/RNA标记：CY5的荧光特性可用于追踪柚皮素与核酸的相互作用，揭示其基因调控机制。

材料科学应用：

纳米载体修饰：将CY5-柚皮素修饰于纳米颗粒表面，通过荧光信号监测纳米载体在体内的分布及释放过程，优化药物递送系统。

智能材料开发：利用柚皮素的抗氧化特性与CY5的荧光特性，设计具有自监测功能的智能水凝胶，例如实时响应氧化应激的荧光探针。

结构理论研究：

分子动力学模拟：研究CY5-柚皮素与生物大分子（如蛋白质、核酸）的结合模式，揭示其生物活性机制。

光物理性质优化：通过调整CY5的共轭体系长度或引入吸电子基团，优化其荧光波长及量子产率，拓展其在多色成像中的应用。

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[花青素]CY5-柚皮素，CY5-Naringenin，CY5标记柚皮素分子链接特性

一、化学性质：结构决定功能

CY5-柚皮素由两部分共价结合而成：

柚皮素核心：属于二氢黄酮类化合物，化学式为C₁₅H₁₂O₅，分子量272.25。其结构包含4',5,7-三羟基黄烷酮骨架，酚羟基（-OH）和酮羰基（C=O）赋予其抗氧化、抗炎等生物活性。

共价结合方式：柚皮素的酚羟基与CY5的NHS酯或马来酰亚胺基团发生酯化或酰胺化反应，形成稳定共价键，确保荧光标记的持久性。

二、物理性质：溶解性与稳定性

溶解性：

柚皮素：易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，几乎不溶于水。

CY5：在有机溶剂（如DMSO）中溶解性较好，水溶性较低。

CY5-柚皮素：因CY5的引入，整体溶解性可能略有改善，但仍需借助有机溶剂或表面活性剂辅助溶解。

稳定性：

CY5对氧和pH敏感，需在无氧、中性pH环境下保存。

柚皮素在光照或高温下易降解，需避光、低温储存。

CY5-柚皮素：结合后需兼顾两者稳定性，通常建议在避光、干燥、低温（如2-8℃）条件下保存。

三、荧光作用原理：近红外优势与信号放大

荧光发射机制：CY5的共轭π电子体系在650 nm光激发下，电子跃迁至高能级，返回基态时释放670 nm近红外光。近红外波段（650-900 nm）具有以下优势：

低背景干扰：生物组织自身荧光较弱，信号特异性高。

深组织穿透：光散射少，适合活体成像或厚样本检测。

荧光信号放大：

CY5的摩尔吸光系数高，荧光强度强，可实现低丰度目标物的检测。

通过生物素-亲和素系统（如与链霉亲和素结合），可进一步放大信号，提升检测灵敏度。

四、多领域应用：从生物成像到材料功能化

生物成像与追踪：

细胞成像：利用CY5的荧光信号，实时观察柚皮素在细胞内的分布及动态过程，例如追踪其在细胞膜、细胞质或细胞核中的定位。

亚细胞器标记：柚皮素-CY5可标记线粒体、内质网等，研究其与细胞器的相互作用。

分子相互作用研究：

蛋白质-配体结合：通过荧光偏振或FRET技术，研究柚皮素与靶蛋白（如酶、受体）的结合模式及亲和力。

DNA/RNA标记：CY5的荧光特性可用于追踪柚皮素与核酸的相互作用，揭示其基因调控机制。

材料科学应用：

纳米载体修饰：将CY5-柚皮素修饰于纳米颗粒表面，通过荧光信号监测纳米载体在体内的分布及释放过程，优化药物递送系统。

智能材料开发：利用柚皮素的抗氧化特性与CY5的荧光特性，设计具有自监测功能的智能水凝胶，例如实时响应氧化应激的荧光探针。

结构理论研究：

分子动力学模拟：研究CY5-柚皮素与生物大分子（如蛋白质、核酸）的结合模式，揭示其生物活性机制。

光物理性质优化：通过调整CY5的共轭体系长度或引入吸电子基团，优化其荧光波长及量子产率，拓展其在多色成像中的应用。

荧光发射机制：
CY5的共轭π电子体系在650 nm光激发下，电子跃迁至高能级，返回基态时释放670 nm近红外光。近红外波段（650-900 nm）具有以下优势：