ICG-草氨酸,ICG-Oxamic acid
ICG-草氨酸是一种将吲哚菁绿(ICG)与草氨酸通过共价键连接形成的荧光标记化合物,兼具ICG优异的近红外荧光性能和草氨酸的生物相容性,在生物医学成像领域具有独特应用价值。吲哚菁绿作为临床常用的近红外荧光染料,其发射波长约830nm,可穿透深层组织且背景荧光干扰低,而草氨酸含有的羧基和氨基官能团,不仅能实现与ICG的高效偶联,还可提升化合物在水溶液中的分散性,降低细胞毒性。
从结构特性来看,ICG-草氨酸的分子结构由ICG的吲哚环骨架、桥连基团及草氨酸片段构成。偶联反应通常以N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)为缩合剂,使ICG分子中的羧基与草氨酸的氨基发生酰胺化反应,形成稳定的酰胺键,产物经柱层析纯化后纯度可达95%以上。该合成路线反应条件温和(室温、中性缓冲体系),副产物少,适合规模化制备,且偶联过程不破坏ICG的荧光发色团结构,能程度保留其光学性能。

理化性质方面,ICG-草氨酸的水溶性显著优于纯ICG,在磷酸盐缓冲液(PBS)中溶解度可达1mg/mL以上,避免了ICG因疏水性强而易聚集的问题,从而减少荧光猝灭。其荧光量子产率约为0.18,虽略低于ICG(0.21),但仍满足生物成像需求,且在pH 6.0-8.0的生理环境中荧光强度稳定,不易受酸碱条件影响。此外,该化合物的半衰期约为2小时,在体内可通过肝脏代谢排出,生物安全性较高,急性毒性试验显示其LD50大于500mg/kg。
生物应用领域,ICG-草氨酸主要用于活体近红外荧光成像,尤其适用于肿瘤诊断、血管造影及器官灌注评估。在肿瘤成像中,其可通过肿瘤组织的高通透性和滞留效应(EPR效应)富集于肿瘤部位,经近红外光激发后产生特异性荧光信号,实现对肿瘤边界的精准勾勒,为手术切除提供导航;在血管造影中,可快速显示血管形态及血流动力学变化,辅助诊断血管狭窄、畸形等病变。同时,该化合物还可作为药物载体的荧光探针,追踪药物在体内的分布、代谢及靶向效率。
未来前景方面,随着精准医疗的发展,ICG-草氨酸有望与靶向分子(如抗体、多肽)进一步偶联,提升对特定细胞或组织的靶向性,拓展至分子影像学诊断领域。此外,其在光热治疗中的潜在应用也值得探索,通过近红外光激发不仅可产生荧光信号,还能吸收光能转化为热能,实现“成像-治疗”一体化,为肿瘤综合治疗提供新方案。目前,该化合物已进入动物实验阶段,在小鼠肿瘤模型中展现出良好的成像效果,距离临床转化具有较大潜力。