FM4-64膜电位荧光探针的合成过程研究

FM4-64 是一种广泛应用于细胞膜和膜囊泡研究的膜电位荧光探针，其结构属于苯基-乙烯基-吡咯啉盐类阳离子染料，具有脂溶性尾部和亲水性头部，使其能够嵌入细胞膜而不易扩散至细胞内。FM4-64 激发峰约为 515 纳米，发射峰约为 640 纳米，呈现红色荧光，荧光强度与膜环境的极性和膜电位状态密切相关，因此被用于膜动态、囊泡内吞及膜重排研究。其独特的分子结构提供了可进行化学改性和功能化的位点，为荧光探针设计和合成过程研究提供了理论与实验基础。

在合成过程研究方面，FM4-64 的合成通常包括荧光核心的构建、阳离子化修饰以及脂溶性侧链引入三个关键步骤。首先，荧光核心通过苯基-乙烯基或吡咯啉衍生物的缩合反应构建，形成具有共轭 π 体系的分子骨架。这一结构赋予 FM4-64 强烈的红色荧光和良好的光稳定性。缩合反应通常在有机溶剂如甲醇、乙醇或 DMF 中进行，并使用弱碱或酸催化，以控制共轭体系延伸和产物选择性。

第二步是阳离子化修饰，通过引入季铵盐或吡咯啉阳离子结构，使 FM4-64 具有亲水性头部和与膜表面静电作用的能力。这一修饰不仅增加了染料在水溶液中的分散性，也保证了其嵌入膜脂的选择性。阳离子化通常通过胺基与卤代烷或硫代烷化剂反应实现，反应条件需温和以避免荧光核心结构破坏，同时反应时间和溶剂体系需优化以获得高收率。

第三步是脂溶性尾部引入，这通常通过烷基链或脂肪酸衍生物的酯化、醚化或胺化实现，使染料能够稳定嵌入磷脂双分子层中。脂溶性侧链的长度和支链结构会影响膜嵌入效率和膜电位敏感性，因此在合成过程中需根据应用需求进行设计与调控。整个侧链引入步骤多在非极性或弱极性有机溶剂中进行，并通过温和的反应条件控制偶联效率。

合成完成后，FM4-64 的纯化和表征同样重要。纯化通常采用硅胶柱层析或高效液相色谱（HPLC），去除未反应的中间体和副产物。表征手段包括紫外-可见光谱（UV-Vis）和荧光光谱，用于确认激发和发射波长以及量子产率；质谱（MS）可验证分子量是否符合设计；核磁共振（NMR）用于结构确认，保证核心共轭体系和阳离子侧链正确存在。纯化和表征确保探针在生物膜实验中具有稳定性、荧光性能和嵌入特性。

研究 FM4-64 的合成过程不仅有助于了解其分子结构与膜电位敏感性的关系，也为改进探针性能提供策略。例如，通过调节脂溶性尾部长度或阳离子化程度，可以优化膜嵌入效率和细胞膜信号响应。此外，核心结构的共轭体系设计直接影响荧光强度和光稳定性，合理设计可提高探针的检测灵敏度。

产品名称：FM4-64膜电位荧光探针

纯度：95%+

性状：固体或液体

储藏条件：-20°C干燥避光保存

包装规格：50mg  100mg  250mg  500mg（按需提供）

厂家：齐岳生物

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