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2025年11月03日 11:03 来源：
一、化学组分与分子定义
CY5.5-D-丝氨酸是一种基于近红外荧光染料与D型氨基酸的复合功能分子。其核心由两部分构成：
CY5.5：属于花菁染料家族的近红外荧光探针，化学名称为Cyanine 5.5，分子结构包含多个共轭双键系统，激发峰位于675 nm，发射峰约695 nm。其磺酸化衍生物（如SulfoCy5.5）通过引入磺酸基团显著提升水溶性，并降低非特异性结合风险。
D-丝氨酸：一种非天然D型氨基酸，分子式为C₃H₇NO₃，分子量105.09 g/mol。作为NMDA受体甘氨酸位点的内源性激动剂，D-丝氨酸在中枢神经系统中通过与谷氨酸协同激活受体，调控突触可塑性及神经信号传递。其化学结构与L-丝氨酸呈镜像关系，但生理功能差异显著，例如在软骨组织修复和海绵体平滑肌收缩中发挥独特作用。
二、物理化学特性与实验适配性
CY5.5部分具有以下特性：
光谱优势：近红外发射波长（695 nm）可穿透深层组织（穿透深度达数毫米），且生物组织自发荧光干扰极低，适用于活体成像。
化学活性：通过NHS酯、羧基（-COOH）或马来酰亚胺（-MAL）等官能团，可与蛋白质、核酸或纳米颗粒共价结合，标记后荧光强度损失小于10%。
稳定性：在pH 7.2-7.4缓冲液中，光稳定性优于传统荧光素，持续激发下半衰期达30分钟以上。
D-丝氨酸部分则表现为：
溶解性：室温下水中溶解度达346 g/L，但几乎不溶于乙醇和乙醚，需在无氨缓冲液中保存以防止消旋化。
热稳定性：熔点220-228℃，高温下易分解，需密封干燥保存。
生物活性：作为神经递质，其浓度变化与精神分裂症、阿尔茨海默病等神经退行性疾病相关，脑脊液中异常升高可能为早期诊断标志物。
三、构建方式与实验应用
CY5.5-D-丝氨酸的合成通常采用共价偶联策略：
活化阶段：将CY5.5-NHS酯溶解于无水DMSO，配制成10 mM储备液，通过缩合剂（如EDC/NHS）活化羧基基团。
偶联反应：在pH 8.5条件下，将活化后的CY5.5与D-丝氨酸（或D-丝氨酸修饰的肽段，如(D-Ser²)-Leucine-Enkephalin）按10:1摩尔比混合，室温避光反应60分钟，形成稳定酰胺键。
纯化：通过SepHadex G-25凝胶过滤柱去除未反应染料，获得纯度＞95%的标记物。
应用领域：
神经科学研究：标记后的CY5.5-D-丝氨酸可用于实时追踪神经元内NMDA受体激活状态，结合双光子显微镜观察突触后膜钙离子动态。
肿瘤诊断：D-丝氨酸代谢异常与胶质瘤细胞增殖相关，CY5.5标记的探针可通过近红外成像定位肿瘤边缘，灵敏度较MRI提升40%。
药物开发：在精神分裂症模型中，CY5.5-D-丝氨酸作为阳性对照，验证NMDA受体甘氨酸位点激动剂的疗效。
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