一、基本信息（化学 / 物理名称）

化学名称：花菁 5 - 辣椒素偶联物（常用简称），全称 “(2-[(E)-3-(1 - 乙基 - 2,3 - 二氢 - 1H - 苯并 [e] 吲哚 - 5 - 基)-2 - 丙烯 - 1 - 亚基]-1 - 乙基 - 3,3 - 二氢 - 1H - 苯并 [e] 吲哚)- 辣椒素共价偶联物”。

英文名称：Cyanine5-Capsaicin（简称 CY5-Capsaicin）。

核心物理性质：通常为深蓝色或紫色粉末，溶解性取决于连接方式（未磺化 CY5 型稍溶于水，易溶于 DMSO / 甲醇；磺化衍生物水溶性更佳）；荧光波长约 646nm（激发）/662nm（发射），光稳定性强，荧光信号穿透性好（适合深层组织成像）。

二、核心功能与应用场景

1. 功能核心

CY5 是荧光信号单元：提供近红外荧光发射，背景干扰低、组织穿透深，可精准输出定位信号。

辣椒素是生物靶向单元：保留对 TRPV1 通道（瞬时受体电位香草酸亚型 1）的特异性结合活性，引导探针靶向富集于表达 TRPV1 的细胞或组织。

整体实现 “靶向识别 + 荧光示踪” 的双重功能，且不显著影响两者原有核心特性。

2. 主要用途

靶点定位与可视化：在细胞、组织或活体中，追踪 TRPV1 通道的分布、表达水平及亚细胞定位（如细胞膜、内质网）。

药物筛选与机制研究：筛选 TRPV1 通道的激动剂 / 拮抗剂，验证药物与靶点的结合特异性，探究辣椒素类分子的作用路径。

病理生理研究：用于疼痛传导、炎症反应、温度感知等相关疾病模型（如神经痛、关节炎）的机制解析。

三、各组分的分子定义

1. CY5（花菁 5）

定义：经典近红外花菁类荧光染料，核心结构为 “两个吲哚环通过共轭多烯链连接”，吲哚环上带有乙基等烷基取代基，构成强荧光发色团。

本质：有机荧光化合物，无生物活性，仅作为 “信号标签”，其近红外特性适合生物样本的高灵敏度成像。

2. 辣椒素（Capsaicin）

定义：天然生物碱类化合物，化学名称为 “(E)-N-(4 - 羟基 - 3 - 甲氧基苄基)-8 - 甲基 - 6 - 壬烯酰胺”，分子式 C18H27NO3。

本质：从辣椒中提取的生物活性分子，核心功能是特异性结合并激活 TRPV1 通道，也是探针的 “靶向导向单元”。

3. 连接链（间隔臂，隐含组分）

定义：连接 CY5 与辣椒素的短链分子（如 C2-C6 碳链、PEG 链），两端带有可反应的活性基团（如羧基、氨基、羟基）。

本质：“分子桥梁”，作用是避免 CY5 的荧光团与辣椒素的靶向基团发生空间位阻，同时保障两者各自的荧光活性与生物结合活性。

四、分子组合构建方式（化学合成逻辑）

CY5 - 辣椒素通过 “活性基团修饰→共价偶联” 的两步法构建，核心是保留双方功能的同时形成稳定连接：

1. 第一步：对 CY5 和辣椒素进行活性修饰

CY5 的修饰：选择带有可反应基团的 CY5 衍生物（如 CY5-COOH、CY5-NHS 酯、CY5-NH2），其中 CY5-NHS 酯（琥珀酰亚胺酯）是最常用的活性形式，NHS 酯基团可与氨基发生高效缩合反应。

辣椒素的修饰：辣椒素分子结构中含有的酰胺基旁侧羟基（4 - 羟基 - 3 - 甲氧基苄基上的 - OH） 或通过化学改造引入氨基（-NH2），作为与 CY5 连接的反应位点（优先选择羟基，避免破坏辣椒素与 TRPV1 的结合结构）。

2. 第二步：核心共价偶联反应

若 CY5 为 CY5-NHS 酯（含 - COO-NHS）、辣椒素保留羟基（-OH）：在弱碱条件下（如三乙胺催化），发生酯交换反应，CY5 的 NHS 酯基团与辣椒素的羟基反应，形成稳定的酯键（-COO-），NHS 作为离去基团脱离。

若 CY5 为 CY5-COOH、辣椒素引入氨基：在缩合剂（如 EDC/HOBt、DCC/DMAP）作用下，发生酰胺化反应，CY5 的羧基（-COOH）与辣椒素的氨基（-NH2）脱水缩合，形成酰胺键（-CONH-），连接更稳定（生理环境中不易水解）。

若使用 PEG 间隔臂：先将 PEG 链的一端与 CY5 的活性基团偶联，另一端再与辣椒素的修饰基团反应，形成 “CY5-PEG - 辣椒素” 结构，进一步降低空间位阻，提升水溶性。

3. 第三步：纯化得到目标产物

通过柱层析、反相高效液相色谱（RP-HPLC）去除过量原料、缩合剂和副产物，最终获得高纯度的 CY5 - 辣椒素偶联物。

五、构建核心特点

连接键类型：以酯键或酰胺键为主，均为稳定共价键，在生理 pH（7.2-7.4）和常温下不易断裂，保障探针在实验周期内的结构完整性。

功能保留关键：修饰位点避开辣椒素与 TRPV1 结合的核心区域（如香草基、酰胺键）和 CY5 的共轭荧光骨架，确保靶向活性与荧光信号不被破坏。