RB-L-His（罗丹明-L-组氨酸）的制备工艺、光谱特性及生物成像应用研究
罗丹明-L-组氨酸
中文名：罗丹明-L-组氨酸
英文名：Rhodamine-L-Histidine
别称：RB-L-His
简单描述：
由罗丹明（Rhodamine）与L-组氨酸通过特异性共价结合形成的荧光标记氨基酸复合物，核心优势是兼具两者结构特性与生物活性。
制备以化学偶联法为主，温和条件下实现高效偶联，经透析、冷冻干燥及HPLC纯化后纯度可达98%以上。光谱上属红光区域，激发波长550-560nm，发射波长570-580nm，光稳定性良好，可作为pH响应型探针。生物相容性优异，广泛用于细胞形态观察、干细胞动态追踪及肿瘤微环境代谢异常检测等生物成像场景。
RB-L-His作为荧光标记氨基酸复合物，通过罗丹明（Rhodamine）与L-组氨酸的特异性共价结合形成，兼具两者结构优势，在细胞生物学和生物医学成像领域具有独特应用价值。其制备工艺的核心在于实现温和条件下的高效偶联，同时保留两者生物活性。目前主流制备路径采用化学偶联法：首先将L-组氨酸溶于超纯水，加入适量三乙胺调节体系pH至8.0-8.5，为氨基的亲核反应创造条件；随后将罗丹明B（RB）溶解于无水二甲基亚砜（DMSO）中制备10 mM储备液，按照RB与L-组氨酸摩尔比1:1.2的比例缓慢滴加至组氨酸水溶液中，在室温、避光条件下磁力搅拌反应8-12小时，确保异硫氰酸酯基团与氨基充分反应形成稳定硫脲键。反应完成后，采用透析法（截留分子量3000 Da）在磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.4）中透析48小时，每6小时更换一次缓冲液以去除游离罗丹明和未反应原料；*后通过冷冻干燥获得红色粉末状产物，经高效液相色谱（HPLC）纯化后，纯度可达到98%以上。另有研究采用缓慢蒸发法制备单晶产物，将L-组氨酸盐酸盐与溴化锂按1:1比例溶于双蒸水，加入0.1%摩尔比的罗丹明B，搅拌15小时后过滤，室温蒸发15-20天可获得尺寸达22×13×6 mm³的透明晶体，适用于结构表征研究。
光谱特性方面，RB-L-His继承了罗丹明染料典型的光学性能，呈现出优异的荧光发射特性。其激发波长主要集中在550-560 nm，发射波长为570-580 nm，处于可见光红光区域，该波段荧光在生物成像中具有较好的穿透性，且能有效减少与生物组织自发荧光的重叠干扰。经紫外-可见分光光度法测定，RB-L-His在555 nm处存在特征吸收峰，摩尔消光系数高达1.2×10⁵ L·mol⁻¹·cm⁻¹，表明其具有较强的光吸收能力；荧光量子产率可达0.68，显著高于传统荧光标记物，确保了成像过程中的高灵敏度检测。此外，该复合物在生理缓冲液（pH 6.5-8.0）中具有良好的光谱稳定性，荧光强度波动小于5%，而在极端pH条件下（pH<5.0或pH>9.0）荧光强度会明显衰减，这一特性使其可作为pH响应型荧光探针。
在生物成像应用中，RB-L-His凭借明亮的红色荧光信号和良好的生物相容性，成为细胞层面成像的理想工具。在细胞形态观察方面，将RB-L-His以5-10 μM浓度与HeLa细胞共孵育30分钟，经PBS洗涤后，通过激光共聚焦显微镜可清晰观察到细胞轮廓及内部结构，荧光信号主要分布于细胞质区域，且对细胞活性无显著影响（存活率>95%）。在细胞追踪研究中，RB-L-His标记的干细胞可在活体小鼠模型中实现长达72小时的动态追踪，通过活体成像系统能实时监测细胞在体内的迁移路径和分布情况，为干细胞治疗的疗效评估提供直观依据。此外，由于组氨酸在生物体内参与蛋白质合成和酸碱平衡调节，RB-L-His还可作为生物标记物，用于研究特定蛋白质的合成过程及分子间相互作用，例如在蛋白质翻译机制研究中，通过荧光信号的动态变化追踪组氨酸的掺入过程。在病理研究中，该探针可用于检测肿瘤微环境中的组氨酸代谢异常，为肿瘤的早期诊断提供辅助手段。
