Transferrin-FITC（异硫氰基荧光素标记转铁蛋白）的制备、靶向结合特性及肿瘤细胞靶向成像与药物递送应用
中文名：异硫氰基荧光素标记转铁蛋白
英文名：FITC-labeled Transferrin
别称：Transferrin-FITC、FITC标记转铁蛋白
简单描述：
异硫氰基荧光素（FITC）与转铁蛋白（Tf）共价偶联的靶向荧光探针，核心优势是结合转铁蛋白受体介导内吞特性与FITC荧光示踪功能。制备以温和反应为核心，4℃避光反应12小时，经透析、超滤浓缩及HPLC纯化，纯度达98%以上，保留≥90%受体结合活性。对肿瘤细胞表面高表达的转铁蛋白受体（TfR）具有特异性高亲和力，可实现肿瘤细胞特异性成像、活体肿瘤定位，也可修饰纳米药物载体构建主动靶向递送系统，还能定量检测TfR表达水平评估肿瘤恶性程度。
Transferrin-FITC是由异硫氰基荧光素（FITC）与转铁蛋白（Transferrin, Tf）共价偶联形成的靶向荧光探针，转铁蛋白的受体介导内吞特性与FITC的荧光示踪功能相结合，使其在肿瘤靶向成像和药物递送领域具有重要应用。其制备工艺以温和反应条件为核心，确保保留转铁蛋白对转铁蛋白受体（TfR）的高亲和力。优化后的制备流程如下：选用人源或动物源转铁蛋白，溶解于0.1 M碳酸盐缓冲液（pH 8.5）中，配制浓度为5 mg/mL的母液，该pH值可*大化转铁蛋白赖氨酸残基氨基的反应活性；将FITC溶于无水DMSO制备5 mg/mL储备液，按照FITC与转铁蛋白摩尔比8:1的比例缓慢滴加至转铁蛋白溶液中，滴加过程中轻柔搅拌，避免产生气泡导致蛋白变性。反应在4℃、避光条件下进行12小时，低温环境可减少FITC的自聚和转铁蛋白的构象变化。反应完成后，采用透析法进行纯化，以PBS（pH 7.4）为透析液，透析48小时，期间更换透析液4次，去除游离FITC；随后通过超滤浓缩（截留分子量50 kDa）获得浓度为1 mg/mL的Transferrin-FITC溶液，经HPLC纯化后纯度可达98%以上。关键质量控制指标为受体结合活性，要求保留≥90%的原转铁蛋白受体结合能力，通过流式细胞术测定其与TfR阳性细胞的结合率进行验证。
Transferrin-FITC具有优异的靶向结合特性，其核心机制是转铁蛋白与肿瘤细胞表面高表达的转铁蛋白受体（TfR）的特异性结合。TfR在快速增殖的肿瘤细胞（如HeLa、A549、HepG2细胞）表面的表达量是正常细胞的3-10倍，这种表达差异赋予了Transferrin-FITC良好的肿瘤靶向性。体外结合实验表明，Transferrin-FITC与HeLa细胞的结合具有浓度依赖性和特异性，当浓度为10 μg/mL时，结合率可达85%以上；加入过量未标记转铁蛋白进行竞争实验，结合率下降至12%，证明其结合具有TfR特异性。结合动力学研究显示，其与TfR的解离常数（Kd）约为2.5×10⁻⁸ M，具有高亲和力。此外，Transferrin-FITC结合TfR后，可通过受体介导的内吞作用进入细胞，被转运至内体和溶酶体，这一过程可通过激光共聚焦显微镜实时追踪，荧光信号从细胞膜逐步向细胞内迁移，为研究肿瘤细胞的物质转运机制提供了有力工具。
在肿瘤细胞靶向成像与药物递送应用中，Transferrin-FITC展现出显著优势。在肿瘤细胞靶向成像方面，将Transferrin-FITC以0.1-20 μg/mL浓度与肿瘤细胞共孵育30-60分钟，经PBS洗涤后，通过荧光显微镜或激光共聚焦显微镜可清晰观察到肿瘤细胞内的绿色荧光信号（激发波长495 nm，发射波长520 nm），而正常细胞内荧光信号微弱，可实现肿瘤细胞的特异性识别和成像。在活体成像中，通过尾静脉注射Transferrin-FITC进入肿瘤小鼠模型，注射后4小时在肿瘤部位出现明显的荧光富集，荧光强度是正常组织的5倍以上，可清晰勾勒出肿瘤的大小和轮廓，为肿瘤的早期诊断提供直观依据。在药物递送应用中，Transferrin-FITC可作为靶向配体修饰纳米药物载体（如脂质体、聚合物纳米粒），构建主动靶向递送系统。例如，将其修饰的载阿霉素脂质体与HepG2细胞共孵育，细胞摄取效率是未修饰脂质体的3.8倍，药物在肿瘤细胞内的累积量显著提高，肿瘤抑制率可达75%以上。同时，该递送系统可实时监测药物在体内的分布和释放过程，通过荧光信号的变化评估药物递送效率和疗效。此外，Transferrin-FITC还可用于流式细胞术分析，定量检测细胞表面TfR的表达水平，为肿瘤的恶性程度评估和预后判断提供参考指标。
