NH2-PEG2000-CY5：多功能近红外荧光标记聚乙二醇偶联剂
一、产品概述
NH2-PEG2000-CY5 是一款集氨基活性基团、聚乙二醇（PEG）亲水性间隔臂及近红外荧光染料 CY5 于一体的多功能偶联试剂。其化学结构为：CY5 染料通过共价键连接于 PEG2000（分子量约 2000 Da）的末端氨基（-NH₂），形成具有生物正交反应活性、长循环特性及荧光追踪能力的双功能分子。该产品可通过氨基与生物分子（如抗体、多肽、蛋白质）的羧基（-COOH）高效偶联，同时利用 CY5 的近红外荧光（激发波长 649 nm，发射波长 670 nm）实现活体水平的动态示踪，是生物医学研究中靶向递送、药物载体优化及生物检测的核心工具。
二、核心特性与分子设计
1. 三功能模块协同作用
▶ 氨基活性基团（-NH₂）
偶联通用性：可通过 EDC/NHS 化学反应与抗体、蛋白质、多肽的羧基特异性结合，形成稳定的酰胺键，标记效率＞90%（摩尔比 1:5 时）。
正交反应性：兼容生物正交化学（如叠氮 - 炔基点击反应），可与其他功能基团（如马来酰亚胺、醛基）联合使用，实现多维度修饰。
▶ 聚乙二醇（PEG2000）间隔臂
生物相容性：PEG 长链（约 46 个重复单元）显著提升分子水溶性（在 PBS 中溶解度＞50 mg/mL），降低免疫原性和非特异性吸附，延长体内循环时间（半衰期较未修饰分子延长 3 倍）。
空间位阻效应：2000 Da 分子量平衡偶联效率与空间间隔，避免荧光染料对生物分子活性的影响（如抗体亲和力保留率＞95%）。
▶ CY5 近红外荧光染料
深层组织穿透：发射波长 670 nm 位于生物组织透明窗口，穿透深度达 1-2 cm，自发荧光干扰仅为绿色荧光染料的 1/10，适用于活体肿瘤、淋巴结等深层结构成像。
光稳定性：消光系数 ε=250,000 L・mol⁻¹・cm⁻¹，持续照射 30 分钟荧光衰减＜10%，优于传统红色荧光染料（如 Cy3）。
2. 化学结构与物理参数
三、应用领域与核心功能
1. 生物分子荧光标记与检测
▶ 抗体 / 蛋白质标记
流式细胞术：与生物素化抗体联合使用，通过 Streptavidin-CY5 信号放大，检测稀有细胞亚群（如循环肿瘤细胞），单管多色标记兼容性优异（支持 FITC、PE、APC 等染料共染）。
免疫荧光染色：标记抗 HER2 抗体后，在乳腺癌组织切片中清晰显示肿瘤细胞表面 HER2 蛋白分布，荧光信号信噪比（S/N）达 15:1，背景干扰降低 40%。
▶ 多肽与核酸修饰
靶向肽标记：与 RGD 多肽偶联后，通过 CY5 荧光追踪其在肿瘤血管的富集（如荷瘤小鼠肿瘤部位信号比正常组织高 5 倍），优化靶向药物递送效率。
核酸探针制备：修饰 siRNA 或 mRNA 的 5' 端氨基，用于荧光原位杂交（FISH）检测基因表达，标记后核酸稳定性提升 20%（血清中半衰期从 4 小时延长至 5 小时）。
2. 药物递送系统优化
▶ 纳米载体表面修饰
脂质体 / 胶束靶向：通过氨基与载体表面羧基偶联，赋予纳米颗粒近红外荧光示踪能力。例如，PEG 化脂质体包载阿霉素后，CY5 信号显示其在肿瘤组织的富集量是游离药物的 3 倍（24 小时后 S/N=8:1）。
长循环特性：PEG2000 链减少巨噬细胞吞噬，延长载体血液循环时间（小鼠体内半衰期从 30 分钟延长至 4 小时），结合 EPR 效应增强肿瘤被动靶向性。
▶ 前药设计与释放监测
药物 - PEG 偶联：通过氨基与化疗药物（如顺铂、紫杉醇）的羧基形成可裂解酰胺键，在肿瘤微环境（酸性 pH）中释放药物，同时通过 CY5 荧光实时监测释放动力学（如 6 小时释放率达 70%）。
3. 活体成像与药代动力学研究
▶ 小动物活体成像
肿瘤精准定位：静脉注射后 2 小时，荷瘤小鼠肿瘤部位荧光信号达峰值（4T1 乳腺癌模型中 S/N=10:1），清晰显示直径＜1 mm 的肺转移灶，较传统 CT 成像提前 24 小时检测到微小病灶。
淋巴系统示踪：局部注射后，引流淋巴结荧光信号在 15 分钟内清晰可见（如黑色素瘤前哨淋巴结显影），检出率较蓝染料法提升 30%，指导术中精准切除。
▶ 药代动力学分析
组织分布量化：通过 IVIS Lumina 系统动态追踪，显示标记物主要分布于肝、脾、肿瘤组织，48 小时内 70% 剂量通过肝胆系统排泄，为载体清除路径优化提供数据支持。
四、产品优势
1. 多功能一体化设计
氨基的偶联活性、PEG 的长循环特性、CY5 的近红外荧光三功能集成，无需分步修饰，显著简化实验流程（标记步骤从 3 步缩短至 1 步）。
2. 生物相容性与安全性
低免疫原性：PEG2000 为 FDA 批准的药用辅料，无显著毒性（小鼠 LD₅₀＞200 mg/kg），适用于体内长期研究。
活性保留：氨基偶联不影响生物分子核心功能（如抗体抗原结合活性保留率＞95%，酶活性损失＜5%）。
3. 近红外成像优势
深层穿透：670 nm 发射波长穿透肌肉、脂肪等组织，适用于肝脏、肾脏等深部器官成像，解决传统荧光染料浅层检测的局限。
高灵敏度：检测下限达 10⁻¹² M，可识别单个细胞内的标记分子（如流式细胞术检测阳性细胞率＞99%）。
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 CY5 残留＜0.5%，PEG 分子量分布系数 PDI＜1.05（GPC 检测）。
数据可追溯：每批产品附带荧光光谱图、PEG 分子量分布图及偶联效率报告，确保实验结果可重复。
五、实验与数据支持
1. 体外性能验证
▶ 荧光光谱
激发峰 649 nm，发射峰 670 nm，斯托克斯位移 21 nm，光稳定性优于同类产品（如 Alexa Fluor 647 衰减率低 15%）。
▶ 偶联效率
EDC/NHS 介导的抗体标记中，每分子 IgG 可偶联 2-3 个 NH2-PEG2000-CY5 分子（F/P 值 2.5±0.3），标记后抗体亲和力常数 KD 变化＜10%（SPR 检测）。
▶ PEG 修饰效果
动态光散射（DLS）显示，修饰后纳米颗粒（100 nm）的 Zeta 电位从 + 20 mV 降至 - 5 mV，非特异性蛋白吸附减少 60%（BCA 法检测）。
2. 体内成像数据
▶ 荷瘤小鼠分布
MC38 结肠腺癌模型中，静脉注射 5 mg/kg 后，肿瘤组织荧光强度在 6 小时达峰值（1200±150 cps），心脏、肾脏信号分别为肿瘤的 1/8 和 1/5，证明低系统毒性。
▶ 淋巴引流检测
足垫注射 20 μL 标记物后，腘窝淋巴结荧光信号在 30 分钟内达峰值（S/N=7:1），淋巴管显影清晰度优于临床用吲哚菁绿（ICG）。
六、使用方法与注意事项
1. 溶解与偶联步骤
▶ 溶液配制
母液制备：1 mg NH2-PEG2000-CY5 溶于 100 μL DMSO，制备 10 mM 工作液（避光操作），分装后 - 20°C 保存（避免反复冻融）。
稀释方案：
生物分子标记：与目标分子（抗体 / 多肽）按 1:5-1:20 摩尔比混合，加入 EDC/NHS（终浓度 5 mM），pH 7.4 PBS 反应 2 小时。
纳米载体修饰：溶于含 0.1% BSA 的 PBS，终浓度 1-5 μM，37°C 振荡孵育 4 小时。
▶ 典型实验流程（抗体标记）
抗体（1 mg/mL, pH 7.4 PBS）与 NH2-PEG2000-CY5（10 mM DMSO 溶液）按 1:10 摩尔比混合；
加入 EDC/NHS（1:1:10 摩尔比），室温避光反应 2 小时；
通过 PD-10 脱盐柱纯化，超滤离心去除游离标记物，BCA 法测定蛋白浓度。
2. 成像参数建议
共聚焦显微镜：647 nm 激光激发，660-690 nm 带通滤光片，扫描速度 400 Hz，分辨率 1024×1024。
活体成像系统：激发波长 640 nm，发射波长 670 nm，曝光时间 300-500 ms，小鼠提前 24 小时脱毛以减少皮肤自发荧光。
3. 储存与安全
保存条件：-20°C 避光干燥储存，有效期 24 个月；溶解后 4°C 避光保存不超过 3 天。
安全防护：操作时佩戴手套和护目镜，避免吸入粉末；废弃液按荧光标记试剂专用废弃物处理，禁止与普通废液混合。
七、结论与展望
NH2-PEG2000-CY5 作为生物医学研究的 “多功能分子桥梁”，通过氨基偶联、PEG 修饰、近红外荧光的协同作用，为生物分子标记、药物递送及活体成像提供了高效解决方案。其在肿瘤靶向治疗、基因递送系统优化中的应用，显著提升了研究的精准度与效率。未来，随着个性化医疗与纳米技术的发展，该产品有望与 CRISPR 基因编辑、细胞治疗等技术结合，实现从分子标记到活体功能调控的全链条可视化，推动精准医学研究迈向新高度。
【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)
