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SiR-azide,硅基罗丹明-叠氮 功能性荧光探针
发布时间:2025-09-11     作者:HLL   分享到:

产品名称:SiR-azide,硅基罗丹明-叠氮

SiR-azide(硅基罗丹明 - 叠氮)是一类将硅基罗丹明(SiR)荧光团与叠氮基团(-N₃)通过化学修饰连接形成的功能性荧光探针,凭借近红外荧光成像优势与叠氮基团的特异性反应活性,在生物医学研究领域,尤其是活细胞生物分子标记、动态成像及靶向分析中,发挥着重要作用,成为连接荧光成像技术与生物分子功能研究的关键工具。


从分子核心单元的性能来看,硅基罗丹明作为荧光报告基团,为 SiR-azide 奠定了优异的光学基础:其一,具有近红外荧光发射特性,发射波长通常在 670-690 nm 范围内,这一波段的光在生物组织中穿透力强,能有效减少细胞或组织对光的吸收与散射,同时避开生物体内源性荧光(如细胞内蛋白质、辅酶 NADH、FAD 等产生的荧光)的干扰,显著提升成像的信噪比,无论是活细胞深层结构成像还是小动物浅层组织成像,都能获得清晰、准确的荧光信号;其二,光稳定性出色,相较于传统荧光素、罗丹明 B 等染料,硅基罗丹明因硅原子的引入,分子结构更稳定,在持续激光激发下,荧光强度衰减缓慢,可支持数小时甚至更长时间的动态成像实验,满足研究细胞分裂、蛋白质转运、细胞迁移等长期生理过程的需求;其三,水溶性良好,且细胞膜通透性优异,能快速进入活细胞内部,同时对细胞的毒性较低,不会明显影响细胞的正常代谢与生理功能,为活细胞内的标记与长期观察提供了可靠保障。


叠氮基团(-N₃)作为反应活性单元,是 SiR-azide 实现特异性生物分子标记的核心,其主要作用是与含炔基(如环辛炔、端炔)的生物分子发生高效的 “点击化学” 反应。其中,与环辛炔衍生物(如 DBCO、BCN)发生的无铜催化叠氮 - 环辛炔环加成反应(SPAAC 反应)是最常用的标记方式,该反应具有显著优势:一是反应条件温和,无需添加铜离子等催化剂,避免了金属催化剂对细胞的毒性损伤,可在生理环境下(37℃、pH 7.2-7.4)直接进行;二是反应特异性极高,叠氮基团仅与炔基发生反应,几乎不与细胞内其他生物分子(如蛋白质的氨基、羧基,核酸的磷酸基团)发生非特异性结合,确保了标记的精准性;三是反应速率快,尤其是与 BCN、DBCO 等环辛炔反应时,反应速率常数可达 10³-10⁴ M⁻¹s⁻¹,能在短时间内完成生物分子的标记,减少探针在细胞内的非特异性积累;四是产物稳定性强,形成的三唑环结构在生理环境下不易水解或断裂,能长期保持荧光标记效果,适合后续的成像观察与功能分析。此外,叠氮基团还可与含膦基团的生物分子发生施陶丁格反应,该反应同样具有较高的特异性,为生物分子标记提供了更多选择。


在应用场景方面,SiR-azide 的应用广泛且具有明确的针对性。在细胞生物学研究中,可用于活细胞内蛋白质的特异性标记与动态追踪:例如,通过基因工程技术(如基因编码的非天然氨基酸掺入)或化学修饰方法,将炔基(如 DBCO、BCN)引入目标蛋白质(如膜受体蛋白、信号通路关键蛋白、酶蛋白等),随后将 SiR-azide 探针与细胞共孵育,利用 SPAAC 反应实现探针与目标蛋白质的特异性结合,通过荧光显微镜观察蛋白质在细胞内的定位、转运过程、相互作用及活性变化,为解析蛋白质功能及细胞生理机制提供直观证据。在核酸与小分子研究中,可将炔基修饰到核酸探针(如 siRNA、mRNA 探针、DNA 探针)上,借助 SiR-azide 的荧光标记,追踪核酸分子在细胞内的分布、降解、基因表达调控及与蛋白质的相互作用;也可将炔基修饰到脂质、糖类、小分子药物等物质上,利用 SiR-azide 的荧光信号,实时监测这些小分子在细胞内的代谢路径、靶点结合情况及作用效果,为研究小分子物质的生理功能与药物作用机制提供支持。在生物医学检测领域,SiR-azide 可用于构建荧光免疫检测体系,例如将炔基修饰到抗体上,再与 SiR-azide 反应制备荧光标记抗体,通过免疫荧光成像或荧光免疫分析技术,检测样本中特定抗原(如肿瘤标志物、病原体蛋白)的含量与分布,相较于传统酶联免疫检测,具有灵敏度高、特异性强、检测速度快、背景信号低等优势。此外,凭借近红外荧光特性与低毒性,SiR-azide 还可用于小动物活体成像研究,如通过标记肿瘤特异性抗体或多肽,实现对肿瘤的靶向成像,追踪肿瘤在体内的生长、转移情况;或标记药物分子,观察药物在体内的分布、代谢及对靶器官的作用,为疾病诊断、药物研发及治疗方案优化提供重要参考依据。

硅基罗丹明-叠氮

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小编:HLL 2025年9月11日

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