不同溶剂中五甲川花菁染料-甘氨酸的荧光光谱变化
瑞禧生物2025-08-08   作者:lkr   来源:
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Cy5-Gly(花菁 5 标记甘氨酸)的荧光光谱特性与其所处溶剂的理化性质密切相关,这种依赖性源于溶剂分子与荧光团之间的相互作用。深入探究不同溶剂中其荧光光谱的变化规律,对优化实验条件、拓展应用场景具有重要意义。

Cy5-Gly结构式 

图为:Cy5-Gly结构式

 

在极性溶剂中,Cy5-Gly 的荧光行为呈现明显特征。以水为例,作为强极性质子溶剂,水分子可与 Cy5-Gly 中的甘氨酸基团形成氢键,同时通过偶极 - 偶极作用影响 Cy5 荧光团的电子云分布。此时,Cy5-Gly 的荧光发射峰位于 670nm 左右,荧光强度较高,量子产率可达 0.25。这是因为极性环境稳定了荧光团的激发态,减少了非辐射跃迁。而在极性稍弱的甲醇中,其荧光发射峰蓝移至 665nm,强度下降约 15%,这是由于甲醇的氢键作用弱于水,对激发态的稳定作用减弱。

 

非极性溶剂对 Cy5-Gly 的荧光光谱影响更为明显。在正己烷这类非极性溶剂中,Cy5-Gly 的溶解度较低,易发生聚集,导致荧光严重淬灭,发射峰强度仅为水中的 30%,且峰形宽化,中心波长红移至 680nm。这是因为分子间的 π-π 堆积作用增强,促进了激发态的非辐射跃迁。而在四氢呋喃等弱极性非质子溶剂中,Cy5-Gly 的分散性改善,荧光发射峰位于 668nm,强度为水中的 70%,介于极性与强非极性溶剂之间。

Cy5结构式 

图为:Cy5结构式

 

溶剂的 pH 值也会间接影响荧光光谱。在酸性乙醇溶液(pH=3)中,甘氨酸的氨基质子化,增强了分子的极性,使 Cy5-Gly 的荧光发射峰较中性乙醇蓝移 2nm,强度提升 5%;而在碱性乙醇溶液(pH=10)中,羧基去质子化,荧光峰红移 3nm,强度下降 8%,这与分子电荷分布改变引发的溶剂化效应有关。

 

此外,溶剂的黏度对荧光寿命影响明显。在甘油这类高黏度溶剂中,Cy5-Gly 的分子运动受限,荧光寿命延长至 1.8ns,较水中(1.2ns)增加 50%,而荧光强度变化较小,这为利用荧光寿命成像区分不同微环境提供了可能。

 

不同溶剂通过极性、氢键、黏度等特性,从电子云分布、分子运动等层面影响 Cy5-Gly 的荧光行为。掌握这些变化规律,可为生物成像中溶剂选择、荧光探针设计提供关键依据。