吲哚菁绿标记纤连蛋白(牛)(ICG-Fibronectin)
吲哚菁绿标记纤连蛋白(牛)(ICG-Fibronectin)是一款以牛源纤连蛋白为载体、经近红外染料ICG修饰而成的功能性生物材料,纯度≥95%,外观为淡黄色至深绿色固体粉末或冷冻干燥品,兼具纤连蛋白的生物学活性与ICG的近红外成像能力,是细胞生物学、组织工程、肿瘤研究等领域的重要工具材料。牛源纤连蛋白(FN)是从牛血浆中提取纯化的大分子糖蛋白,分子量约220kDa,由两条相似的多肽链通过二硫键连接而成,作为细胞外基质(ECM)的核心成分之一,其分子结构中含有多个功能结构域,可与细胞表面的整合素受体、胶原蛋白、肝素等生物分子特异性结合,介导细胞黏附、迁移、增殖、分化及组织修复等多种生理过程,且牛源FN与人体FN的氨基酸序列同源性较高,生物相容性优异,在科研中应用广泛。ICG作为近红外染料,具备组织穿透深、背景干扰小、荧光稳定性强、毒性低等优势,标记后不会破坏FN的核心功能结构域,确保其生物学活性不受影响,同时赋予材料近红外荧光特性,满足深层组织成像与动态追踪需求。
该材料的制备采用共价偶联技术,通常选择ICG-NHS酯作为活化染料,利用NHS酯基团与FN分子链上赖氨酸残基的氨基发生酰胺化反应,形成稳定的共价键,偶联过程中需精准控制反应条件以保证标记效率与生物活性:反应体系pH值控制在7.5-8.5,温度维持在4-25℃(低温可减少FN变性),反应时间1-3小时,ICG与FN的摩尔比控制在3:1-8:1,避免摩尔比过高导致FN功能结构域被占据,影响其生物学活性。反应结束后,通过透析法(透析袋截留分子量10kDa)去除游离ICG,透析过程中更换缓冲液3-4次,每次间隔6-8小时,确保游离染料彻底清除;随后经冷冻干燥处理得到固体产品,冻干过程中控制温度梯度,避免温度骤变导致蛋白变性与荧光活性衰减。
储存条件对该材料的性能稳定性至关重要,固体粉末需密封置于-20℃避光环境,加入干燥剂防止吸潮,同时避免反复冻融(建议分装保存,单次使用单份样品),有效期约10个月;若为溶液型产品,需在-80℃避光保存,保存时间不超过3个月。使用前需根据实验需求选择适宜的溶解介质,可选用无菌PBS缓冲液(pH7.2-7.4)、Tris-HCl缓冲液(pH7.5)或无血清培养基,溶解时缓慢加入溶剂,轻轻颠倒混匀,必要时超声辅助溶解(功率50-100W,时间1-2分钟),避免剧烈搅拌导致FN分子链断裂;溶解后离心(5000r/min,10分钟)去除不溶物,工作浓度通常控制在0.1-5μg/mL,细胞实验中浓度可适当降低(0.1-1μg/mL),动物实验中浓度可根据成像需求调整(1-5μg/mL)。
在实际应用中,ICG-Fibronectin的功能多样性得到充分体现:在组织工程领域,可将其掺杂于胶原蛋白、海藻酸钠等支架材料中,通过近红外成像实时监测FN在支架中的分布均匀性,以及细胞与支架的相互作用,评估细胞在支架表面的黏附效率、增殖情况及分化趋势,为优化支架材料的组成与结构、提高组织修复效果提供直观依据;在肿瘤研究中,肿瘤微环境中FN的表达水平与肿瘤的侵袭、转移能力密切相关,借助ICG的近红外荧光信号,可在活体动物模型中观察肿瘤组织中FN的表达分布与变化规律,探索FN与肿瘤细胞侵袭转移的关联机制,同时可作为靶向探针,结合FN与肿瘤细胞表面整合素受体的特异性结合,实现肿瘤组织的精准成像与靶向示踪;在细胞生物学实验中,可用于研究细胞黏附与迁移的分子机制,通过荧光显微镜观察细胞与FN的结合过程,分析整合素受体介导的信号通路激活情况;此外,还可作为纳米载体的修饰成分,装载ICG与化疗药物,构建“成像-治疗”一体化纳米平台,实现肿瘤的精准诊疗。

使用过程中需注意以下事项:一是操作全程避光,包括溶解、孵育、成像等环节,避免强光照射导致荧光淬灭,影响成像效果;二是工作液需现配现用,配置完成后若需短期保存,可置于4℃避光环境,保存时间不超过12小时;三是细胞实验中需严格无菌操作,避免材料污染影响细胞活性;四是避免与强氧化剂、重金属离子、高浓度有机溶剂接触,此类物质会破坏FN的蛋白结构与ICG的荧光性能;五是该材料仅限科研使用,不可用于人体实验或临床诊疗,操作时需佩戴防护用品,避免皮肤接触与吸入。
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