一、产品基础信息

• 中文名称：紫草素-CY2

• 英文名称：Shikonin-CY2（Shikonin-Cyanine 2）

• 常用缩写/别名：紫草素-CY2、紫草素绿色标记物、萘醌类CY2偶联物

• 规格：10mg/100mg/500mg

• 溶剂：建议先用少量无水 DMSO 或 DMF 溶解，再用缓冲液稀释；缓冲液宜避光并控制溶氧

• 性状：紫红色至深红色粉末（示意，具体以 COA 为准）

二、作用原理

紫草素的母核是 5,8-二羟基-1,4-萘醌。这个结构有两个特点。一是两个酚羟基与醌羰基共轭，形成一套扩展的推拉电子体系，可见区的强吸收由此而来，颜色深、摩尔吸光系数高。二是这套体系可以被可逆地还原：两个羰基各得到一个电子与一个质子，转成氢醌，共轭被打断，颜色由紫红转为浅黄；接触空气或氧化剂后重新变回醌，颜色恢复。这是一个在化学上被用了一百多年的可逆指示反应。

偶联落在侧链的仲醇上。萘醌母核上的酚羟基参与共轭，若被酰化，母核的电子结构随之改变，颜色与吸收峰位都偏移；侧链的仲醇离母核较远，接上染料之后母核的共轭体系保持完整。这也是紫草素衍生物普遍选择侧链做位点的原因。

把 CY2 接上去之后，分子里出现两套彼此独立的光学行为。紫草素这一端的颜色随氧化还原状态变化，但对荧光的贡献很小，萘醌类的荧光量子产率本来就低；CY2 这一端是花菁骨架，不参与萘醌的氧化还原，激发与发射都不随体系的氧化还原电位改变。

两套行为并行，带来三种在实验里会遇到的组合。其一，醌式、CY2 正常：颜色与荧光都在，是常见的情形。其二，氢醌式、CY2 正常：颜色褪去或转为浅黄，荧光仍在，肉眼看上去“样品没了”，仪器读出来信号完好。其三，醌式被破坏、CY2 正常：分子被氧化降解，母核开环或聚合，颜色变深发暗，荧光不受影响。

前两种之间的转换是可逆的，后一种不是。区分这两类变化，是使用这类探针时需要先建立的判断习惯。

三、常见避坑

把褪色当成降解。 还原性体系中常见的误判。加入二硫苏糖醇、巯基乙醇、抗坏血酸一类的还原剂，或体系本身处于低氧化还原电位时，紫草素端会转成氢醌，颜色明显变浅，但 CY2 的荧光与吸收光谱主峰均正常。判断是否降解，应看 CY2 主峰的位置与峰高，而不是看可见颜色。

把复色当成恢复如初。 氢醌重新氧化成醌只是主反应。体系中同时存在的其他亲核物质会与醌加成，生成不可逆的加合物，这部分颜色回不来。复色后吸收峰位若发生偏移或峰形变宽，说明已有加成产物生成。

荧光强度随浓度出现非线性。 CY2 的激发波长与紫草素的吸收带有部分重叠，激发光在到达染料之前先被母体吸收一部分，这就是内滤效应。标记度越高、浓度越大，被母体吸收的比例越大，荧光不再随浓度线性增长。做定量时应在低浓度区间建立标准曲线，并把吸光度控制在较低水平。

强光下长时间采集。 萘醌在光照下会与体系中的氢供体发生反应，生成半醌自由基与聚合物，颜色加深且不可逆。CY2 在强光下也会缓慢光漂白。采集时用较低功率、较短曝光，配合累加平均。

用含强亲核试剂的缓冲液。 含伯胺的缓冲液如三羟甲基氨基甲烷，会与醌发生加成，改变母核结构。缓冲体系选磷酸盐或羟乙基哌嗪乙磺酸类，不含伯胺。

四、功能应用

醌类分子在混合体系中的分配与富集位置，用标记物观察比终点取样更细。荧光给出分子的位置，可见吸收给出母核的氧化态，两个通道的信息可以叠加。

体系氧化还原电位的变化对醌类分子的影响，可用标记物做连续观察。同一份样品在不同电位下，颜色与荧光的组合不同，据此可以判断分子处于哪一种状态。

材料表面对醌类色素的吸附与释放行为，可用标记物测定。绿色通道的检测器效率高，低浓度区间的读数稳定性好。

制备与纯化过程中的物料去向，也可借助标记物分段追踪。萘醌母核的可见吸收与染料荧光同时测定，可以区分“分子转移”与“母核降解”这两种损失。

五、操作要点

母液避光冷藏。 紫草素类在溶液中比固体状态更容易发生光促反应，母液配好后分装、避光、低温保存，取用后立即封口。

工作液现配现用。 稀释后的工作液氧化还原缓冲能力弱，容易受环境氧影响，放置时间越长，颜色与荧光的偏差越大。配好后一小时内使用，超过则重新配制。

测定时固定两个读数。 同时记录 CY2 主峰处的荧光强度与紫草素可见吸收峰的吸光度，两者结合才能判断分子状态。只测荧光会漏掉母核的变化，只测吸收会漏掉分子的位置信息。

浓度区间先标定。 正式实验前做一条浓度与荧光强度的曲线，确认所用区间仍在线性范围内。曲线开始向下弯的浓度即为可用上限，超过这个点，读数反映的是内滤而不是浓度。

还原剂用量逐步加。 需要在还原态下观察时，还原剂由低到高逐步加入，每加一次记录颜色与荧光，找到颜色已变而荧光未下降的窗口。一次加足容易出现荧光同步下降。

六、Q&A

Q：颜色褪了但荧光还在，这个样品还能用吗？

A：多数情况下可以。这说明分子还在原处，只是萘醌端被还原成氢醌。撤去还原条件、接触空气后颜色可恢复。判断依据是 CY2 主峰的位置与峰高是否正常，两者正常则位置信息有效。

Q：为什么标记之后颜色比游离紫草素浅一些？

A：两点原因。侧链羟基被酰化后，侧链的氢键给体减少，母核的溶剂化环境改变，吸收峰位与强度略有偏移；标记产物的分子体积变大，同等质量浓度下母核的摩尔浓度更低。做平行对照时，应以摩尔浓度而非质量浓度比较。

Q：能否用这个探针同时判断氧化态与位置？

A：可以，这也是它区别于普通荧光标记物的地方。荧光通道给出位置，可见吸收给出氧化态，两个读数在同一样品上取得。前提是两者的浓度区间都落在线性范围内，否则读数会被内滤与聚集干扰。

本产品仅供科研使用，禁止用于任何人体实验。

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