Sulfo-CY3-N3：磺酸化可见光荧光标记与叠氮功能化的生物正交探针
一、分子设计与核心特性
Sulfo-CY3-N3 是通过磺酸化菁染料 CY3 与叠氮基团（-N₃）共价偶联形成的生物正交荧光探针，整合了可见光区荧光示踪、水溶性优势及叠氮点击反应活性。其结构设计围绕三大功能模块展开，满足复杂生物体系的精准标记与无铜点击化学需求：
（一）荧光模块：磺酸化 CY3
可见光区特性：CY3 作为橙红光区（550-570 nm）菁染料，激发 / 发射波长为 555/570 nm，适配 488 nm 氩离子激光、流式细胞仪 FL2 通道及共聚焦显微镜 543 nm 激光。磺酸基团（-SO₃⁻）的引入使水溶性提升至≥100 mg/mL in PBS，避免脂溶性染料的聚集问题，标记背景降低 60%，适用于血清、细胞裂解液等复杂生物样本。
光学性能：量子产率 0.35（水溶液），消光系数 ε=150,000 M⁻¹cm⁻¹，光稳定性优于传统 FITC（30 分钟光照后荧光保留 82%），支持低浓度下的高灵敏度检测（检测限达 5 nM）。
（二）生物正交模块：叠氮基团（-N₃）
无铜点击反应：叠氮基与环炔（如 DBCO、BCN）发生应变促进的叠氮 - 炔环加成（SPAAC 反应），反应速率常数达 10⁵ M⁻¹s⁻¹，无需铜催化剂，避免 Cu²⁺毒性（细胞存活率＞98%），适用于活细胞、动物体内及临床样本标记。
连接臂优化：叠氮基通过 6 原子 PEG 连接臂与 CY3 相连，减少空间位阻，点击反应效率＞98%（HPLC 检测），且不影响 CY3 的荧光发射特性，确保标记后分子保持天然构象。
（三）水溶性与电荷平衡设计
磺酸基修饰：分子含 2 个磺酸根（-SO₃⁻），整体呈负电荷（净电荷 - 2，pH 7.4），油水分配系数（LogP）降至 - 2.5，显著降低与带正电生物分子（如组蛋白、DNA）的非特异性结合，标记背景较非磺酸化叠氮探针降低 70%。
二、关键物理化学性质
（一）基础理化参数
项目 |
指标参数 |
分子式 |
C₃₀H₃₂N₄Na₂O₇S₂ |
分子量 |
624.7 Da（含 2 个 Na⁺反离子） |
外观 |
橙红色粉末，水溶液呈强橙红色荧光 |
溶解性 |
易溶于水、PBS（≥100 mg/mL），微溶于 DMF |
稳定性 |
避光条件下 - 20℃保存 12 个月，pH 6.0-9.0 时荧光衰减＜15% |
荧光参数 |
Ex=555 nm, Em=570 nm，量子产率 0.35 |
点击反应效率 |
与 DBCO 反应率＞98%（25℃, 15 分钟） |
等电点（pI） |
5.2（磺酸基主导） |
（二）生物正交反应特性
无铜条件兼容性：在含 10% FBS 的培养基中，与 DBCO 修饰的抗体 / 蛋白反应时，非特异性吸附比铜催化体系降低 85%，适用于活细胞表面标志物的实时动态成像（如 EGFR 在 A431 细胞表面的簇集动态）。
pH 与温度耐受性：在 pH 5-10、4-37℃范围内，点击反应效率波动＜10%，适应细胞内（pH 6.5-7.5）及生理温度环境，尤其适合肿瘤微酸性环境（pH 6.5）的原位标记。
三、核心应用领域
（一）无铜点击化学精准标记
利用 SPAAC 反应实现生物分子的无背景标记，避免传统偶联的毒性与非特异性问题：
抗体 / 蛋白标记：与 DBCO 修饰的抗体（如 anti-CD3-DBCO）在无铜条件下反应，30 分钟内完成标记，标记后抗体对 Jurkat 细胞的结合活性保留率＞97%（流式细胞术验证）。例如，抗 HER2 抗体标记后对 SK-BR-3 细胞的荧光强度比传统氨基偶联法提升 30%，适用于活细胞表面受体的动态追踪。
核酸荧光标记：与 DBCO 修饰的 siRNA（5'-DBCO-siRNA）偶联后，荧光原位杂交（FISH）信号强度提升 2 倍，可清晰显示 HeLa 细胞内特定 mRNA 的核质分布（共聚焦分辨率 120 nm），尤其适用于长链非编码 RNA（lncRNA）的亚细胞定位研究。
（二）活细胞动态成像与亚细胞定位
水溶性优势保障细胞相容性，支持精细结构的高分辨率解析：
膜蛋白簇成像：标记 DBCO 修饰的膜蛋白抗体后，CY3 荧光信号与细胞膜 WGA-Alexa Fluor 488 的共定位系数达 0.91，清晰显示 EGF 刺激后 EGFR 的二聚化及内吞动态（时间分辨率 100 ms），揭示受体激活的时空特征。
细胞器靶向：与 DBCO 修饰的线粒体靶向肽（如 TAT-DBCO）偶联后，荧光信号与 MitoTracker Red 重合度＞95%，成功追踪葡萄糖剥夺诱导的线粒体碎片化过程，为能量代谢异常相关疾病研究提供可视化工具。
（三）流式细胞术与高通量分析
光谱特性兼容多色检测，支持复杂样本的高精度分型：
多参数免疫分型：作为 FL2 通道标记物，与 FITC（FL1）、PE（FL2）、CY5（FL3）联用时串色＜5%，可同时检测 CD4⁺/CD8⁺/CD25⁺调节性 T 细胞（Treg），分选纯度＞98%（BD FACSCanto II 验证），适用于肿瘤微环境中免疫细胞亚群的精准鉴定。
循环肿瘤细胞（CTCs）检测：标记 DBCO 修饰的 EpCAM 抗体后，对肺癌患者 CTCs 的检测灵敏度达 5 个细胞 /mL，较传统荧光标记法提升 3 倍，且背景信号降低 60%，为早期癌症筛查提供高效手段。
（四）纳米材料表面功能化与靶向递送
点击化学介导的高效材料修饰，提升载体示踪与靶向能力：
脂质体 / 胶束标记：与 DBCO 修饰的 PEG 脂质体（DSPE-PEG-DBCO）反应，5 分钟内完成表面功能化，标记后脂质体粒径均一（PDI＜0.1），阿霉素负载率＞95%，荧光信号实时监测载体在肿瘤内的渗透深度（达 80 μm），为纳米药物递送系统优化提供数据支持。
碳量子点偶联：与 DBCO 修饰的碳量子点（CQDs-DBCO）反应后，CY3 荧光均匀分布于材料表面，光致发光效率提升 20%，适用于细胞内活性氧（ROS）的荧光共振能量转移（FRET）检测（如双氧水刺激后荧光强度变化率＞40%）。
（五）组织芯片多色免疫荧光染色
可见光区荧光与近红外染料协同，实现高分辨多重标记：
四色成像体系：与 Alexa Fluor 488（绿色）、Alexa Fluor 647（红色）、CY5（近红外）组合，在乳腺癌组织芯片上同时检测 ER、PR、HER2 及 Ki-67，空间分辨率达 2 μm，支持肿瘤分子分型的精准判读（如 HER2⁺/Ki-67⁺高增殖肿瘤细胞的定位分析）。
【星戈瑞stargraydye】以上数据均来自文献/科研资料,星戈瑞暂未进行独立验证, 仅供参考！(以上文中所述仅限于科研实验及实验室环境)
