Cyanine5-LPS，Cy5-LPS，红色荧光标记CY5标记脂多糖
Cyanine5-LPS（Cy5-LPS，红色荧光标记CY5标记脂多糖）是由近红外荧光染料Cyanine5（Cy5）与脂多糖（LPS，又称内毒素）通过精准共价偶联形成的荧光标记化合物，融合了Cy5的高灵敏度荧光特性和脂多糖的生物学活性，是探究革兰氏阴性菌与宿主相互作用、脂多糖代谢机制、免疫学基础研究的核心工具，广泛应用于微生物学、细胞生物学、免疫学等科研领域，全程仅用于科研，不涉及医药诊疗相关方向。
化学结构:
Cy5-LPS由两个核心部分通过共价键稳定连接，结构完整性得到充分保障：一是Cy5荧光染料核心，属于花菁类近红外荧光染料，具有共轭多烯链结构，能够吸收和发射近红外区域的光线，荧光信号强、特异性高，是生物标记中常用的荧光染料之一；二是脂多糖（LPS）分子，作为革兰氏阴性菌细胞壁外层的标志性组成成分，由脂质A、核心多糖和O-特异性多糖三个结构域构成，脂质A是LPS的毒性核心，核心多糖和O-特异性多糖则决定其抗原性，LPS不仅是维持细菌细胞壁结构稳定性、保障细菌正常生理代谢的关键物质，也是介导细菌与宿主细胞、外界环境相互作用的重要分子。偶联过程采用温和的化学方法，在不破坏LPS天然结构和生物学活性、不影响Cy5荧光性能的前提下，将Cy5分子共价连接到LPS的多糖链上，确保标记后的LPS能够保留其天然的生物学特性，与宿主细胞表面的特异性受体正常结合。
理化特性:
Cy5-LPS的光学性能优良，Cy5的激发波长约为646nm，发射波长约为662nm，处于近红外区域，生物样品在该波段的自身荧光干扰很低，能够显著提升对脂多糖示踪与定量检测的灵敏度；Cy5具有良好的光稳定性，不易发生光漂白现象，适合对脂多糖的动态变化过程进行长时间连续观测，荧光量子产率高、消光系数大，即使在低浓度下也能产生明显的荧光信号，满足高灵敏度检测需求。生物学特性上，标记后的LPS完整保留了其天然的生物学活性，能够被宿主细胞（如巨噬细胞、上皮细胞、免疫细胞）表面的特异性受体（如TLR4）识别和结合，启动宿主的免疫应答反应，与未标记的LPS具有一致的生物学行为；水溶性良好，可在PBS缓冲液、细胞培养液等水相体系中均匀溶解，分散稳定，不易聚集，避免了聚集导致的荧光淬灭和生物学活性降低。化学稳定性上，共价偶联形成的化学键稳定，在细胞培养体系和体内生理环境中不易水解，Cy5与LPS连接牢固，不易脱落，确保示踪结果的准确性和可靠性。
制备方法:
注重精准偶联和活性保留，核心步骤如下：第一步，原料预处理，将脂多糖进行温和活化，在其多糖链上引入活性官能团（如氨基或羧基），为与Cy5的偶联提供反应位点，活化过程严格控制条件，避免破坏LPS的三个结构域和生物学活性；第二步，Cy5活化，将Cy5-NHS酯溶于无水DMF中，配制成母液，Cy5-NHS酯中的活性酯基团可与LPS上的氨基发生酰胺化反应；第三步，偶联反应，将活化后的Cy5母液缓慢滴加到LPS溶液中，调节反应体系pH至7.5-8.0，室温避光搅拌反应4-6小时，控制Cy5与LPS的摩尔比，避免多重偶联导致LPS聚集或荧光淬灭；第四步，纯化过程，反应结束后，通过凝胶过滤层析（Sephadex G-50）分离未反应的游离Cy5和标记后的Cy5-LPS，收集含Cy5-LPS的洗脱峰，再通过透析进一步去除小分子杂质，确保产品纯度；第五步，性能验证，通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱确认偶联成功，利用 SDS-PAGE 电泳、免疫印迹等方法验证LPS的生物学活性未发生改变，最终产品纯度可达95%以上。
应用领域:
主要集中在三个核心方向：一是脂多糖与宿主细胞相互作用研究，借助荧光成像技术，可直观观察Cy5-LPS与巨噬细胞、上皮细胞、免疫细胞等宿主细胞表面特异性受体的结合位点、结合动力学特征，为解析宿主细胞对革兰氏阴性菌的识别机制、免疫信号传导启动过程提供可视化实验数据；二是脂多糖转运与分布示踪，在体外细胞培养体系或体内模式生物体系中，引入Cy5-LPS后，可通过荧光显微镜、活体成像系统等设备，清晰追踪脂多糖进入宿主细胞后的胞内转运路径、亚细胞定位，以及在体内不同组织、器官中的分布规律与代谢动态，为探究脂多糖的胞内作用过程、体内代谢途径提供直接实验支撑；三是微生物学基础研究，利用该标记物可特异性标记革兰氏阴性菌表面的脂多糖，观察细菌在生长、繁殖、应激响应等不同生理状态下，表面脂多糖的表达水平、分布特征的动态变化，为解析细菌细胞壁的合成机制、脂多糖的生物合成路径、微生物对环境的适应机制等研究提供直观工具。保存条件为-20℃、避光、干燥密封保存，避免光照、潮湿和高温，水相母液配制后应在4℃避光保存，尽快使用。
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