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2025年11月03日 11:11 来源：
一、分子组成与化学定义
CY5.5-甘氨酸是一种由近红外荧光染料CY5.5与氨基酸甘氨酸通过共价键连接形成的复合分子。
CY5.5：属于花青素类近红外荧光染料，分子结构由两个氮原子通过奇数个甲基单位连接，形成扩展π共轭体系。其发射波长范围为690-710 nm，处于生物组织近红外窗口（650-900 nm），可穿透数毫米组织且背景荧光干扰极低。该染料消光系数高达209,000 L·mol⁻¹·cm⁻¹，量子产率0.2，光稳定性优异，常用于高灵敏度生物成像。
甘氨酸：化学式为C₂H₅NO₂，是最简单的非手性氨基酸，侧链仅为一个氢原子。在生物体内，甘氨酸既是蛋白质合成的基本单元，也是中枢神经系统中的抑制性神经递质，同时作为NMDA受体的协同激动剂参与神经信号传递。其两性离子性质（pI=6.7）使其成为多种pH缓冲体系的关键成分。
二、物理化学特性与实验适配性
CY5.5部分：
光谱特性：在PBS缓冲液中，激发波长680 nm，发射波长698 nm，荧光强度与浓度呈线性关系，检测限低至0.1 nM。
反应活性：CY5.5-NHS酯可通过氨基特异性反应与甘氨酸的α-氨基结合，形成稳定酰胺键。反应需在pH 8.5±0.5的磷酸盐缓冲液中进行，避免使用含伯胺（如Tris）或铵离子的缓冲液，以防竞争性抑制。
稳定性：标记后的CY5.5-甘氨酸在4℃下可保存6个月，荧光强度衰减率低于5%/月。
甘氨酸部分：
溶解性：甘氨酸在水中溶解度达245 g/L（25℃），但标记后因CY5.5的疏水性，复合物在有机溶剂（如DMSO、甲醇）中溶解度显著提升。
生物相容性：甘氨酸作为内源性分子，标记后复合物毒性低，LD₅₀＞500 mg/kg（小鼠静脉注射），适合活体应用。
代谢稳定性：甘氨酸在血清中半衰期约30分钟，但与CY5.5共价结合后，因空间位阻效应延长至4-6小时，满足长时间成像需求。
三、构建策略与生物医学应用
合成路径：
活化CY5.5：将CY5.5-NHS酯溶解于无水DMSO，配制成10 mM储备液，加入500 μg/mL缩合液（如EDC）活化羧基。
偶联反应：在pH 8.5的磷酸盐缓冲液中，将活化CY5.5与甘氨酸按10:1摩尔比混合，室温避光反应2小时，形成CY5.5-甘氨酸酰胺键。
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。
应用场景：
神经科学研究：标记后的CY5.5-甘氨酸可用于实时追踪活体大脑中NMDA受体激活状态。例如，在阿尔茨海默病模型中，通过双光子显微镜观察海马体中甘氨酸释放动态，揭示记忆障碍机制。
肿瘤诊断：甘氨酸代谢异常与胶质瘤细胞增殖相关。CY5.5-甘氨酸探针可通过近红外成像定位肿瘤边缘，灵敏度较MRI提升30%，且可区分肿瘤核心与浸润区。
药物开发：在癫痫模型中，CY5.5-甘氨酸作为阳性对照，验证NMDA受体甘氨酸位点拮抗剂的疗效，加速抗癫痫药物筛选。
新维创生物科技（重庆）有限公司
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