CY7-葡萄糖：近红外荧光标记的糖代谢研究新工具
一、产品概述
CY7 - 葡萄糖（CY7-Glucose）是通过化学偶联技术将近红外荧光染料 CY7 与葡萄糖分子共价结合而成的荧光标记糖分子。其核心结构为 CY7 的 NHS 酯基团与葡萄糖 C-6 羟基通过酯化反应连接，在保留葡萄糖天然代谢活性（如参与糖酵解、糖原合成）的同时，赋予其近红外荧光追踪能力（激发波长 750 nm，发射波长 773 nm）。这种设计实现了葡萄糖在生物体内的动态可视化监测，为糖代谢研究、肿瘤靶向成像及药物递送系统优化提供了创新工具。
二、核心特性与分子设计
1. 双功能分子设计
葡萄糖代谢活性保留：葡萄糖作为细胞主要能源物质，标记后仍可通过葡萄糖转运体（GLUTs）进入细胞，参与糖酵解、三羧酸循环及戊糖磷酸途径。体外实验显示，CY7 - 葡萄糖对 GLUT1 的亲和力（Kₘ=1.2 mM）与天然葡萄糖（Kₘ=1.0 mM）无显著差异，证明其保留了葡萄糖的跨膜转运能力。
近红外荧光成像：CY7 染料具有高消光系数（ε=250,000 L・mol⁻¹・cm⁻¹）和深层组织穿透能力（穿透深度 1-2 cm），发射波长位于生物组织透明窗口（650-900 nm），适用于活体成像、流式细胞术及共聚焦显微镜，可清晰显示葡萄糖在细胞及组织中的动态分布。
2. 精准偶联技术
位点特异性修饰：选择葡萄糖 C-6 羟基（非糖酵解关键位点）作为偶联位点，通过 NHS 酯反应形成稳定酯键，避免影响葡萄糖与己糖激酶、葡萄糖转运体的相互作用。标记后葡萄糖的磷酸化效率（由己糖激酶催化）保留率＞90%（HPLC 检测磷酸化产物比例）。
稳定性保障：冻干制剂在 - 20°C 避光保存时，荧光强度与糖代谢活性可稳定维持 12 个月；复溶于 PBS（pH 7.4）后，4°C 避光条件下可稳定 48 小时，荧光衰减＜10%，代谢活性损失＜5%。
3. 物理化学性质
三、应用领域与核心功能
1. 糖代谢动态示踪与机制研究
▶ 葡萄糖转运体功能解析
GLUTs 表达检测：在肿瘤细胞（如 HeLa、A549）中，CY7 - 葡萄糖的摄取量与 GLUT1 蛋白表达量呈正相关（R²=0.94），通过流式细胞术可定量分析不同细胞株的糖转运能力。
跨膜运输动力学：利用荧光漂白恢复（FRAP）技术，测定 CY7 - 葡萄糖在细胞膜上的扩散系数（37°C 时为 1.8×10⁻¹⁰ cm²/s），揭示 GLUTs 介导的转运速率与膜流动性的关系。
▶ 糖酵解通路可视化
Warburg 效应研究：在肝癌细胞（HepG2）中，CY7 - 葡萄糖的荧光信号与乳酸生成量（ELISA 检测）呈正相关（R²=0.91），实时显示肿瘤细胞的糖酵解活性。共聚焦显微镜下可见标记物在细胞质中快速富集，6 小时后荧光信号向线粒体转移，提示部分葡萄糖进入氧化磷酸化途径。
2. 肿瘤靶向成像与诊断
▶ 活体肿瘤检测
荷瘤小鼠模型：静脉注射 CY7 - 葡萄糖（20 mg/kg）后，肿瘤组织（如 4T1 乳腺癌）的荧光信号在 2 小时达峰值（肿瘤 / 肌肉信号比 = 8:1），显著高于正常组织。结合小动物活体成像系统（如 IVIS Lumina），可清晰显示直径＜2 mm 的微小肿瘤结节。
PET / 荧光双模态成像：与 ¹⁸F-FDG 联合使用时，CY7 - 葡萄糖的荧光信号与 PET 代谢信号的空间重合度＞90%，为临床前肿瘤诊断提供多模态数据支持。
▶ 淋巴结转移监测
前哨淋巴结定位：在黑色素瘤小鼠模型中，局部注射 CY7 - 葡萄糖后，引流淋巴结的荧光信号在 30 分钟内清晰可见，指导手术精准切除转移淋巴结（检出率较传统蓝染料法提升 30%）。
3. 药物递送与载体优化
▶ 纳米药物载体示踪
葡萄糖靶向递送：将 CY7 - 葡萄糖偶联至脂质体或聚合物胶束表面，利用肿瘤细胞高表达的 GLUTs 实现主动靶向。实验显示，标记载体在肿瘤组织中的富集量是游离药物的 3 倍，且荧光信号与载体释放行为同步（pH 响应型载体在肿瘤微环境中 4 小时释放率＞80%）。
▶ 疫苗佐剂效果评估 **：在树突状细胞（DC）摄取实验中，CY7 - 葡萄糖标记的抗原 - 佐剂复合物可通过流式细胞术定量分析摄取效率，优化疫苗配方（如葡萄糖修饰密度）。
四、产品优势
1. 代谢功能与荧光成像深度整合
全球首款近红外荧光标记葡萄糖，无需放射性同位素即可实现糖代谢动态追踪，避免辐射风险，适用于长期活体研究（如胚胎发育过程糖代谢监测）。
2. 深层组织穿透与低背景
近红外荧光特性减少生物自发荧光干扰，穿透深度达 1-2 cm，可清晰显示肝脏、肾脏、肿瘤等深层组织中的葡萄糖分布，信噪比（S/N）较传统荧光染料（如 FITC）提升 5 倍。
3. 生物相容性与多技术兼容
低毒性：MTT 实验显示，CY7 - 葡萄糖在 100 μM 浓度下对成纤维细胞存活率＞95%，显著优于放射性标记葡萄糖（如 ³H - 葡萄糖）。
多色标记能力：可与 GFP（绿色）、Cy3（红色）等染料联合使用，支持多参数分析（如同时追踪葡萄糖代谢、线粒体动态及细胞核定位）。
4. 标准化生产与质量控制
高纯度保障：通过 HPLC 纯化（纯度≥98%）、质谱验证（分子量误差＜0.1%），游离 CY7 残留＜0.5%，确保低背景干扰。
数据可追溯：每批产品附带荧光光谱图、代谢活性检测报告（如己糖激酶催化效率）及体内分布数据，支持实验结果复现。
五、实验与数据支持
1. 体外性能验证
荧光光谱：激发峰 750 nm，发射峰 773 nm，斯托克斯位移 23 nm，光稳定性优异（持续照射 30 分钟荧光衰减＜8%）。
代谢活性：葡萄糖 - 6 - 磷酸脱氢酶（G6PD）活性实验显示，CY7 - 葡萄糖的磷酸化速率为（5.2±0.3）μmol/min/mg protein，与天然葡萄糖（5.5±0.4）μmol/min/mg protein 无显著差异（P＞0.05）。
2. 体内成像数据
荷瘤小鼠分布：在 B16F10 黑色素瘤模型中，静脉注射后 24 小时，肿瘤组织 CY7 - 葡萄糖浓度为（4.8±0.6）μg/g，显著高于正常皮肤（1.2±0.3）μg/g 和肌肉（0.9±0.2）μg/g（LC-MS 检测）。
代谢通路追踪：通过共聚焦显微镜观察，标记葡萄糖在 HUVEC 细胞内的分布与 GLUT1 抗体染色共定位率＞95%，4 小时后与糖酵解关键酶（HK2）共定位率＞80%，证明其参与糖酵解过程。
3. 靶向能力验证
GLUT1 抑制实验：加入 GLUT1 抑制剂 WZB117 后，HeLa 细胞对 CY7 - 葡萄糖的摄取量下降 70%，证实其依赖 GLUT1 介导的主动运输。
六、使用方法与注意事项
1. 溶解与标记步骤
▶ 溶解方法
母液制备：10 mM CY7 - 葡萄糖溶于 DMSO（避光操作），分装后 - 20°C 保存。
细胞实验：用无血清培养基稀释至 5-50 μM（DMSO 终浓度≤0.1%），37°C 孵育 30-60 分钟。
动物实验：溶于 PBS（含 1% BSA），静脉注射剂量 5-20 mg/kg（根据小鼠体重调整）。
▶ 成像流程（以活体成像为例）
荷瘤小鼠提前 24 小时脱毛，减少皮肤自发荧光；
静脉注射 CY7 - 葡萄糖后，分别于 1、2、4、24 小时进行成像；
设备参数：激发波长 740 nm，发射波长 770 nm，曝光时间 500 ms，采用 ROI 区域分析荧光强度。
2. 储存与稳定性
保存条件：-20°C 避光干燥储存，避免反复冻融；溶解后 4°C 避光保存不超过 24 小时。
失效判断：若溶液出现浑浊或荧光强度下降＞15%，需重新制备。
3. 安全与操作提示
防护措施：佩戴手套、护目镜，在通风橱中操作（DMSO 具有皮肤渗透性）；
废弃物处理：含 CY7 - 葡萄糖的废液分类收集，按有机荧光染料处理，避免直接排入下水道。
七、结论与展望
CY7 - 葡萄糖作为糖代谢研究领域的突破性工具，通过近红外荧光标记实现了葡萄糖动态分布的可视化追踪，为肿瘤诊断、代谢性疾病机制解析及药物递送系统优化提供了全新视角。其在 Warburg 效应研究、活体肿瘤成像中的应用，不仅推动基础科研的深度，更为精准医疗领域（如个性化癌症诊疗）提供了关键技术支撑。未来，随着单细胞测序技术和基因编辑工具的发展，CY7 - 葡萄糖有望与 CRISPR-Cas9 系统结合，实现特定细胞亚群糖代谢通路的精准调控，开启糖生物学研究的 “精准可视化” 新时代。
【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)
