吲哚菁绿-马来酰亚胺的相关描述

吲哚菁绿-马来酰亚胺（ICG-Maleimide）是一种结合了吲哚菁绿（ICG）的荧光特性与马来酰亚胺（Maleimide）反应活性的功能性化合物，在生物医学领域展现出广泛的应用潜力。

一、化学结构与组成

• 吲哚菁绿（ICG）：一种近红外荧光染料，具有共轭双键和氮杂环结构，能够吸收和发射近红外光（激发波长约780-804 nm，发射波长约810-840 nm）。其荧光特性使其在生物成像中具有低背景干扰和高信噪比的优势。

• 马来酰亚胺（Maleimide）：一种含有不饱和双键的有机化合物，具有高反应活性，能够与巯基（-SH）发生特异性共价反应，形成稳定的硫醚键。这一特性使其成为生物分子标记和修饰的理想工具。

• ICG-Maleimide：通过化学方法将ICG与马来酰亚胺连接，形成具有近红外荧光特性和高反应活性的化合物。其分子式通常为C₅₁H₅₆N₄O₆S，分子量约为853.09。

二、物理与化学性质

• 外观：通常为绿色固体或粉末。

• 溶解性：溶于水和部分有机溶剂（如二氯甲烷、DMF等），便于在生物实验中使用。

• 稳定性：

• 对光、热敏感，需避光、低温（-20℃）干燥保存，避免长期暴露于空气或潮湿环境中，以防染料降解或马来酰亚胺基团水解。

• 在生理条件下稳定存在，且在体内具有良好的生物相容性和荧光稳定性。

• 反应特性：

• 马来酰亚胺基团在pH 6.5-7.5的缓冲体系中与巯基反应效率较佳，可在温和条件下（室温、避光）实现生物分子标记，避免破坏靶分子活性。

• 反应具有高选择性，避免与氨基等其他基团非特异性结合，减少对生物分子功能的影响。

三、应用领域

1. 生物成像与追踪：

• 细胞成像：利用ICG的近红外荧光特性，实现细胞内生物分子的可视化观察和分析。

• 蛋白质定位：通过与含有巯基的蛋白质结合，标记并追踪蛋白质在细胞内的定位和动态变化。

• 血管成像与神经成像：利用ICG的穿透性，实现血管和神经的高对比度成像。

2. 药物递送与监测：

• 靶向药物递送：将ICG-Maleimide与药物载体（如脂质体、聚合物胶束）结合，通过荧光成像实时监测药物载体在体内的分布和富集情况，评估药物的递送效率和治疗效果。

• 药物释放监测：利用ICG的荧光信号变化，监测药物的释放过程和细胞内定位。

3. 生物传感器构建：

• 利用ICG-Maleimide与目标生物分子的特异性反应，构建生物传感器，用于检测生物体内的特定生物分子或生物标志物，实现对疾病的早期诊断和监测。

• 通过监测荧光信号的变化，实现高灵敏度检测。

4. 细胞膜通透性研究：

• 通过观察ICG-Maleimide在细胞膜上的分布和代谢，评估细胞膜通透性，为细胞生物学研究提供有力工具。

5. 光热转换应用：

• ICG本身具有光热效应（吸收近红外光转化为热能），偶联至靶向分子后，可同时实现肿瘤成像与光热治疗，适用于浅表肿瘤的微创治疗。

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