2-[5-[1-(5-羧基戊基)-1,3-二氢-3,3-二甲基-5-磺基-2H-吲哚-2-亚基]-1,3-戊二烯基]-1-乙基-3,3-二甲基-5-磺基-3H-吲哚内盐的应用与有关研究

概述

2-[5-[1-(5-羧基戊基)-1,3-二氢-3,3-二甲基-5-磺基-2H-吲哚-2-亚基]-1,3-戊二烯基]-1-乙基-3,3-二甲基-5-磺基-3H-吲哚内盐即水溶Cy5，分子量为C₃₃H₄₀N₂O₈S₂，分子量为656.81，是一种用于标记肽，蛋白质，寡核苷酸的氨基基团的反应染料。该化合物分子是发光在近红外，商业化的花菁染料分子，其激发波长和发射波长分别为649nm和670nm，广泛应用于荧光探针和荧光成像中，特别是在生物体系中的应用更为广泛，例如标记蛋白、多肽及抗体以及活体成像等[1]。

应用

文献公开了一种基于2-[5-[1-(5-羧基戊基)-1,3-二氢-3,3-二甲基-5-磺基-2H-吲哚-2-亚基]-1,3-戊二烯基]-1-乙基-3,3-二甲基-5-磺基-3H-吲哚内盐的近红外荧光聚合物的制备方法，其关键在于，从生物相容性良好的环糊精出发，以原子转移自由基(ATRP)聚合反应为主，合成两亲性星形聚合物，进一步将Cy5琥珀酰亚胺酯(Cy5NHS)键连制备出具有用荧光性能的两亲性聚合物。实验表明该聚合物体系合成成本低，反应可控，水溶性良好，毒副作用小，具有作为荧光探针实现肿瘤前期诊断的潜能[2]。

有关研究

相对于传统的Ⅱ/Ⅵ族，Ⅲ/V族量子点，硅量子点以其良好的生物相容性和优越的光学性能在生物传感，荧光探针及医学诊断等领域得到广泛应用。以氨基乙基氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷为硅前体，抗坏血酸钠和抗坏血酸为还原剂，水热法合成了水溶性黄绿色荧光硅量子点。并利用红外光谱仪，X-射线光电子能谱仪，透射电子显微镜对硅量子点进行结构表征。对反应的影响因素如水浴反应时间，水浴温度，反应物的物质的量比，还原剂比例进行了考察和优化。研究表明，制备的硅量子点对2-[5-[1-(5-羧基戊基)-1,3-二氢-3,3-二甲基-5-磺基-2H-吲哚-2-亚基]-1,3-戊二烯基]-1-乙基-3,3-二甲基-5-磺基-3H-吲哚内盐具有明显的淬灭行为。基于硅量子点对该化合物的淬灭行为，建立了Cy5标记单链DNA用于检测肿瘤标志物miRNA-21的方法。该方法的检出范围为0.5~40 nmol/L，检出限为0.15 nmol/L，并具有良好的区分单碱基错配的能力[3]。

急性髓系白血病(AML)的耐药和复发是目前AML的治疗瓶颈，因此解决AML耐药性的问题对于降低其死亡率具有重大意义，其中的关键技术问题之一是AML耐药细胞的捕获与检测。目前主流细胞分选方法主要是流式细胞分选和免疫磁珠细胞分选。然而流式细胞分选仪器昂贵，操作技术难度高，通常需要超过105个细胞作为起始上样量；免疫磁珠细胞分选通常需要配合高梯度磁性细胞分离柱使用，且其达到的强磁场可能会吸引本身有磁性的细胞聚集在分离柱中，导致细胞的非特异性捕获。针对目前急性髓系白血病的耐药与复发现状以及当前细胞分选方法存在的局限，有关研究设计了一种高效的基于磁性纳米探针的微流控细胞分选系统(Magnetic nanoparticle based microfluidic cell sorting,MMCS)，将磁性纳米探针与微流控芯片结合，可在简单的永磁体下实现AML耐药细胞的捕获与检测，突破了现有细胞分选方法的局限性，为发展新型AML耐药治疗策略与检测技术奠定基础。基于多肽的纳米探针，利用链霉亲和素-生物素放大体系，将链霉亲和素，荧光分子2-[5-[1-(5-羧基戊基)-1,3-二氢-3,3-二甲基-5-磺基-2H-吲哚-2-亚基]-1,3-戊二烯基]-1-乙基-3,3-二甲基-5-磺基-3H-吲哚内盐，多肽E5组装在氧化铁纳米颗粒表面，最大限度增加了荧光分子和多肽的负载量。细胞普鲁士蓝染色结果表明未修饰荧光分子的Fe₃O₄@PEG@SA@E5纳米探针对CXCR4的特异性靶向能力优异，而修饰荧光分子的Fe₃O₄@PEG@SA-Cy5@E5纳米探针靶向HL-60细胞的能力显著降低。通过实验对其原因进行探讨，发现Cy5能与E5共价结合，使得Cy5荧光淬灭，多肽空间结构改变，造成多肽靶向能力大幅减弱。因此制备荧光分子负载的二氧化硅包裹的氧化铁纳米颗粒Fe₃O₄@SiO₂/Cy5，将Cy5偶联在二氧化硅层中间，其与E5混合后荧光强度不变，验证了利用此纳米颗粒构建纳米探针实现细胞捕获与荧光检测的可行性。该项研究克服了当前细胞分选方法的局限，具有成本低，操作简单，不需要强梯度磁场，细胞分选效率与分选纯度高，仪器可便携，分选过程自动化的优势，具有便携性和临床应用的潜力[4]。

参考文献

[1]吕维.花菁分子和水溶性共轭聚合物的光谱特性的研究[J].中国科学院化学研究所, 2008.

[2]许志刚,马晓倩,高永娥,et al.一种基于Cy5的近红外荧光聚合物的制备方法:CN201810242467.5[P].CN201810242467.5.

[3]李春荣,孟铁宏,余跃生,等.水溶性黄绿色荧光硅量子点合成及对miRNA-21的检测[J].化学试剂, 2018, 40(12):7.DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2018.12.004.

[4]陈怡.基于纳米探针的急性髓系白血病耐药细胞捕获研究[J].