已經(jīng)有許多的花菁染料（Cyanine dyes）用于生命科學(xué)領(lǐng)域，一系列的噻唑和惡唑染料用作DNA 和蛋白質(zhì)染色(如TOTO，YOYO， Stains All和其它)。但是在生命科學(xué)研究領(lǐng)域最受歡迎的花菁染料是由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Alan Waggoner和他的同事們?cè)?990年代早期發(fā)現(xiàn)的。該花菁染料是經(jīng)過修飾后的吲哚菁綠(ICG)，從1970年代以來該染料一直用于血管造影術(shù)，而且他們都包含兩個(gè)假吲哚環(huán)側(cè)翼(CH)n鏈。發(fā)現(xiàn)此類染料對(duì)生物分子表現(xiàn)出較低的非特異性結(jié)合， 由于巨大的消光系數(shù)能發(fā)出明亮的熒光和良好的量子產(chǎn)量。一旦獲得專利， 在卡內(nèi)基梅隆專利過期后這些分子可在公共領(lǐng)域獲得，并從Lumiprobe可購買到， 作為各種反應(yīng)衍生物用于科研和商業(yè)，比如用于點(diǎn)擊化學(xué)的NHS酯、馬來酰亞胺、疊氮化物的衍生品和其他衍生物。

花菁染料分為兩種：非磺化的花菁染料和磺化的花菁染料，對(duì)于許多的應(yīng)用，他們是可以互相替換的，因?yàn)樗麄兊墓庾V屬性幾乎相同�；腔�和非磺化染料可用于DNA和蛋白質(zhì)等生物分子的標(biāo)記。兩種染料的區(qū)別在于它們的溶解度：磺基染料是水溶性，他們可在水環(huán)境中標(biāo)記無需添加有機(jī)助溶劑，他們?cè)谒�里的分散性較好。在某些情況下，你可能會(huì)只需要這兩種染料中的一種（下面將具體講述非磺化的花菁染料和磺化的花菁染料的具體區(qū)別。）

非磺化的花菁染料

非磺化的花菁染料的熒光性質(zhì)對(duì)溶劑和反應(yīng)環(huán)境的依賴性較小，非磺化的的花菁染料的吸光度和熒光光譜繪制如下。

磺化的花菁染料

磺化的花菁染料包含了額外地磺基官能團(tuán)能促進(jìn)染料分子在水相中的溶解度，帶電荷的磺酸鹽降低了染料分子的聚合度且能很好地標(biāo)記偶聯(lián)物。

目前可用的磺化花菁染料包括sulfo-Cy3，sulfo-Cy5和sulfo-Cy7。

磺化花菁染料具有高度水溶性。標(biāo)記生物分子時(shí)不需要有機(jī)助溶劑輔助。

磺化和非磺化花菁染料之間的異同

磺化和非磺化花菁染料都展現(xiàn)出非常相似的熒光性能。然而，在使用說明上有幾個(gè)不同點(diǎn)需要注意，非磺化花菁染料必須要先溶解在有機(jī)助溶劑中（DMF or DMSO），之后在適當(dāng)?shù)乃�溶緩沖劑作用下加入靶標(biāo)生物分子溶液。推薦使用的助溶劑的體積為，溶解Cy3， Cy5， Cy7使用10%助溶劑，.5的染料使用15%的助溶劑。而磺化的花菁染料可以在純粹的水環(huán)境中應(yīng)用。關(guān)于花菁染料在純化方面的差異：當(dāng)使用與水或水溶緩沖溶液相關(guān)的透析純化染料時(shí)，必須使用sulfo-Cy以實(shí)現(xiàn)高效除去未反應(yīng)的染料材料。與磺化和非磺化花菁染料的反應(yīng)可以通過凝膠過濾，色譜法 (FPLC，高效液相色譜法，離子交換法)，或電泳純化。

磺化和非磺化花菁染料在標(biāo)記以下類別目標(biāo)時(shí)是可互換的:

1.可溶性蛋白，其對(duì)額外添加的有機(jī)助溶劑具有耐受性

2.抗體(使用5 - 10% DMSO / DMF)

3.DNA和寡核苷酸

4.肽

5.許多小分子

注：用類似磺化和非磺化的試劑標(biāo)記的共軛物（例如：sulfo-Cy5 和Cy5）的熒光性質(zhì)是非常相似的，可用于各種熒光儀器。

以下情況必須選用磺化花菁染料：

1.遇DMF 或 DMSO變性的敏感蛋白質(zhì)

2.通過透析純化的蛋白質(zhì)偶聯(lián)物

3.在水溶液中有納米粒子

4.不溶于水或疏水的蛋白

以下情況必須選用非磺化花菁染料：

在有機(jī)相中發(fā)生的反應(yīng)（二氯甲烷，腈化甲烷）

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