CY5.5-Casein是一种由近红外花青素染料Cy5.5与酪蛋白(Casein)通过共价偶联形成的荧光标记蛋白复合物。该材料结合了酪蛋白的多位点结合与自组装特性以及Cy5.5的近红外荧光成像能力,常用于蛋白分布追踪、分子示踪体系及复杂分散体系中的行为分析。
从结构组成来看,酪蛋白是一类来源于乳蛋白体系的磷蛋白混合物,具有无规卷曲结构与较高柔性,其分子中富含赖氨酸等氨基残基,因此具备较强的化学修饰能力。酪蛋白在水溶液中易形成胶束状或聚集体结构,具有良好的界面吸附能力与载体特性。
Cy5.5属于花青素类近红外染料,其共轭π电子体系使其在近红外区域(约680–710 nm)具有强吸收与发射能力,具有较高摩尔吸光系数与良好信噪比。相比Cy5,Cy5.5具有更长波长输出能力,更适合用于复杂背景环境中的深层信号检测与多通道成像体系。
在CY5.5-Casein结构中,Cy5.5通常通过活性酯衍生物(如Cy5.5-NHS ester)与酪蛋白分子中的伯胺基(主要为赖氨酸残基)发生共价偶联反应,形成稳定的酰胺键结构,从而将荧光基团稳定固定在蛋白骨架上。这种多位点标记方式使得单个蛋白分子上可以连接多个染料分子,从而显著增强荧光信号强度。

在光物理性质方面,该复合物表现出典型Cy5.5染料的近红外发射特性,发射波长通常位于700 nm以上,具有较低背景干扰与较强组织穿透能力。由于蛋白骨架提供多点连接位点,标记密度较高时可获得较强荧光信号,但同时需避免过度标记导致的荧光猝灭现象。
在制备方法方面,CY5.5-Casein通常在弱碱性缓冲体系(如碳酸盐缓冲液,pH 8.0–9.0)中,通过Cy5.5-NHS ester与酪蛋白反应制备。反应过程中,染料与蛋白表面赖氨酸残基发生亲核取代反应生成稳定共价键。反应结束后通常通过凝胶过滤或透析去除游离染料,从而获得纯化标记蛋白。
在物理化学性质方面,该材料兼具蛋白的水溶性与染料的光学响应能力。酪蛋白本身具有一定自组装倾向,可形成胶束或纳米级聚集结构,而Cy5.5的引入使其具备可视化追踪能力。在溶液体系中,该复合物通常表现出良好的分散性,但在较高浓度条件下可能发生一定程度的聚集行为。
在应用方面,CY5.5-Casein广泛用于蛋白质动态行为研究与复杂体系中的分布追踪。在材料科学中,其可用于分析蛋白在纳米颗粒表面的吸附行为及界面相互作用。在分散体系研究中,可用于观察蛋白胶束的形成与结构变化过程。
此外,在纳米材料与复合体系中,CY5.5-Casein常作为模型蛋白探针,用于评估载体材料的蛋白吸附特性与界面相容性。在多组分体系中,其稳定的近红外信号也可用于构建多通道荧光检测模型,实现空间分布与动态变化分析。
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