硅基罗丹明是在传统的罗丹明结构中引入硅基取代基团而形成的一类化合物。它保留了罗丹明荧光染料优越的光学性质,同时光谱发生明显红移,满足了近红外荧光检测的要求。硅基罗丹明通常具有良好的荧光量子产率、较长的荧光寿命和较小的组织自发荧光,这些特性使其在生物研究和生物成像中得到应用。
二苯并环辛炔(Dibenzocyclooctyne,DBCO)是一种高度应变的炔类化合物。分子结构中含有两个苯环和一个环辛炔部分,这种结构使得它具有反应性和化学性质。DBCO能够与叠氮化物快速进行无铜点击化学反应。这种反应在生物体系中应用广,因为它无需金属催化剂且反应条件温和。DBCO基团与叠氮化物反应形成稳定的三唑键,这种反应具有高效性和高选择性。
1.荧光特性
硅基罗丹明作为荧光团,具有高的荧光量子产率,大斯托克斯位移以及良好的光稳定性,其激发波长为 652nm,发射波长为 674nm,能在近红外区域发出强烈的荧光信号,可有效避开生物样本中的自发荧光干扰,提高成像的信噪比和清晰度,适用于生物体内的长时间成像。
2.化学反应性
DBCO 是一种生物偶联剂,能够与含有叠氮基团的生物分子在生理条件下通过无铜催化的叠氮-炔环加成反应(SPAAC)快速、特异地发生反应,生成稳定的三唑结构,从而实现目标分子的准确标记,且该反应无需铜催化剂或高温条件,避免了铜对荧光蛋白、量子点纳米晶体等光蛋白的破坏。
3.生物相容性
硅基罗丹明具有良好的生物相容性和低细胞poison性,对生物分子和细胞的正常生理功能影响较小,可用于活细胞、活体小动物等生物体内的标记成像,有助于研究发生机制。
4.标记特异性
通过 DBCO 与叠氮基团的特异性点击反应,SiR-DBCO 能够实现对特定生物分子的准确标记和追踪,可用于标记蛋白质、抗体、核酸等生物分子,了解其在细胞内的分布、运动和相互作用,以及在细胞信号转导等过程中的变化。
5.成像深度与分辨率
其近红外荧光特性使其在生物组织中穿透较深,结合高分辨率的成像设备,能够实现对深层组织中生物分子的标记和成像,为研究生物体内深层次的生理过程和机制提供了有力工具。