荧光标记多肽定制合成是通过共价结合等方式将荧光基团连接到多肽分子上的技术,以下先对荧光大类及具体类型、细化多肽类别进行梳理,再用表格全面汇总该技术的核心信息,方便直观理解。
下面是荧光标记多肽定制的流程图:

1.荧光的大类及具体类型荧光基团依据化学结构和应用特性可分为多个大类,不同类别下的具体荧光物质在激发 / 发射波长、适用场景上各有差异,具体分类如下:
| 荧光大类 | 具体荧光物质 | 关键特性 |
| 荧光素类 | 异硫氰酸荧光素(FITC) | 发射绿色荧光,活性高,易与多肽的巯基、伯氨基反应,标记效率高 |
| 5 - FAM | 适配激光共聚焦显微镜和流式细胞技术,荧光信号稳定 | |
| 罗丹明类 | 四甲基罗丹明(TAMRA) | 抗光漂白能力强,发射橙色荧光,适合长时间成像实验 |
| 罗丹明 B(Rhodamine B) | 常用于荧光测定,适配多种荧光检测体系 | |
| 罗丹明 110(Rhodamine 110) | 可用于多肽 N 端修饰,荧光亮度高 | |
| Cy 系列 | Cy3 | 发射橙红色荧光,水溶性好,量子产率高,适用于细胞成像 |
| Cy5 | 发射红色荧光,适配多种检测设备,常用于蛋白质相互作用研究 | |
| Cy7 | 发射近红外荧光,适合体内深层组织成像,穿透性强 | |
| Cy3.5 | 发射橙色荧光,激发波长 581nm,发射波长 596nm | |
| 香豆素类 | 7 - 氨基 - 4 - 甲基香豆素(AMC) | 多用于酶活测定、蛋白质泛素化研究,常修饰于多肽 C 端 |
| 7 - 氨基 - 4 - 三氟甲基香豆素(AFC) | 多作为 C 端修饰荧光基团,适配酶解实验的荧光检测 | |
| Alexa Fluor 系列 | Alexa Fluor 350 | 发射蓝色荧光,激发波长 346nm,发射波长 442nm |
| Alexa Fluor 488 | 发射绿色荧光,光稳定性好,适配细胞成像等场景 | |
| Alexa Fluor 568 | 发射橙色荧光,适合与其他荧光基团搭配进行多色成像 | |
| 其他特殊类 | 德克萨斯红(Texas Red) | 抗光漂白,发射红色荧光,常用于免疫荧光检测 |
| 太平洋蓝(Pacific Blue) | 发射蓝色荧光,适配流式细胞术等高通量检测 | |
| ICG(吲哚菁绿) | 近红外荧光,适合体内活体成像,生物相容性好 |
2.荧光标记的具体多肽细化用于荧光标记的多肽多依据功能和应用场景分类,常见细化类型及特点如下:
| 多肽类别 | 具体多肽 | 应用场景 |
| 靶向识别多肽 | RGD 多肽、cRGD 多肽 | 特异性结合肿瘤细胞表面整合素受体,用于肿瘤靶向成像和药物递送追踪 |
| 奥曲肽(Octreotide) | 结合肿瘤细胞的生长抑素受体,常用于肿瘤诊断相关的荧光探针 | |
| GE11 多肽 | 特异性靶向表皮生长因子受体(EGFR),适配肿瘤细胞靶向检测 | |
| 穿透肽 | R8 富精氨酸多肽、CPP 细胞穿透肽 | 可穿透细胞膜,荧光标记后用于胞内药物递送路径追踪和胞内靶点研究 |
| 功能探针多肽 | 泛素修饰多肽(C 端 AMC 修饰) | 研究蛋白质泛素化过程,作为酶活检测探针 |
| 激酶底物多肽 | 荧光标记后用于激酶活性检测,助力靶向激酶的药物筛选 | |
| 酶解特异性多肽 | 带有 AFC、pNA 等荧光基团,用于肽酶、蛋白酶的活性测定 | |
| 细胞功能相关多肽 | YIGSR 多肽 | 源于层粘连蛋白,参与细胞黏附相关研究,荧光标记后观察细胞间相互作用 |
| Angiopep 多肽 | 可穿透血脑屏障,标记后用于脑部疾病相关的药物递送监测 |
3.荧光标记多肽技术汇总表格以下表格从核心要素、关键技术、应用领域等维度,全面汇总该技术的核心信息:
汇总维度 | 具体内容 |
核心原理 | 通过 NHS 酯反应、硫醇 - 马来酰亚胺反应等,将荧光基团共价结合到多肽的 N 端、C 端或赖氨酸侧链等位点,赋予多肽荧光特性,实现可视化追踪 |
主流标记方法 | 直接标记法:荧光分子直接与多肽氨基酸残基反应,操作简便,可通过引入 Acp 间隔器降低位阻;间接标记法:荧光分子借助载体与多肽偶联,减少对多肽活性的干扰;酶标记法:利用酶催化荧光底物与多肽结合,反应条件温和;基因融合法:融合荧光蛋白基因与多肽基因,适用于活细胞实时观察 |
常用合成流程 | 1. 设计多肽序列并确定标记位点;2. 固相肽合成(SPPS)技术合成多肽;3. 选取适配荧光试剂,在 pH7.4 - 8.5 的缓冲体系中进行标记反应;4. 高效液相色谱(HPLC)纯化产物;5. 质谱、荧光光谱检测确认纯度和标记效率 |
关键技术要点 | 标记位点需避开多肽功能区域,保障生物活性;根据实验需求选择荧光基团(如体内成像选近红外 Cy7、ICG);控制反应温度和时间,避免荧光团降解 |
主要应用领域 | 西安齐岳生物提供荧光标记多肽定制合成 细胞成像:观察多肽在细胞内的分布和动态;蛋白质相互作用研究:通过 FRET 等技术定量分析结合特性;药物研发:高通量筛选药物 - 靶点结合情况;生物传感:构建特异性传感器检测生物分子;靶向递送:追踪药物在体内的分布和释放 |
技术优势 | 无放射性污染,操作简便;荧光信号易检测,可实现实时、动态追踪;多肽生物相容性好,适配体内外多种实验体系 |
技术难点及解决方案 | 荧光团影响多肽活性:优化标记位点,引入间隔器;标记效率低:优化反应条件,选用高活性荧光试剂;光漂白:选用抗光漂白荧光基团(如 TAMRA) |
二、典型定制案例展示
案例1:La³⁺靶向荧光探针多肽(细胞与斑马鱼成像)
定制需求:开发高特异性稀土离子检测探针,用于环境及生物样品中La³⁺的可视化分析
技术方案:设计多肽序列TPE-Glu-Glu-Pro-Gly-Glu-Glu-NH₂,将四苯乙烯(TPE)作为荧光团连接于N端,利用谷氨酸残基与La³⁺的特异性结合抑制TPE分子内旋转,实现"turn-on"荧光响应
实验结果:
特异性:16种常见金属离子(如Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺)存在下无明显干扰
灵敏度:水溶液中检测限达0.12 μmol/L,唾液样品中为0.32 μmol/L
成像应用:成功实现HeLa细胞及斑马鱼体内La³⁺的靶向成像,荧光信号强度与La³⁺浓度呈良好线性关系
结构示意图:探针与La³⁺结合模式(根据AMiner文献数据绘制):La³⁺通过与多肽酰胺键氧及谷氨酸羧基羟基氧配位,形成1:2结合比的稳定复合物,结合常数为1.29×10¹⁰(L/mol)²。

案例2:Aβ₄₂淀粉样肽荧光标记(阿尔茨海默病研究)
定制需求:制备表面暴露位点标记的Aβ₄₂肽,用于淀粉样蛋白聚集机制研究
技术方案:基于Aβ₄₂纤维结构模型,在Ser⁸、Tyr¹⁰、Ser²⁶、Val⁴⁰、Ala⁴²等表面暴露位点引入半胱氨酸突变体,通过马来酰亚胺化学连接Alexa Fluor 488/647荧光团
实验结果:
SEC-HPLC分析显示标记效率>95%,SDS-PAGE验证单一条带
冷冻电镜结果证实:N端标记(Ser⁸、Tyr¹⁰)不影响纤维形成,可独立聚集;核心表面标记(Ser²⁶、Val⁴⁰)需与野生型肽共聚集
STORM超高分辨率成像成功追踪纤维生长动态过程
标记位点示意图:根据Lund大学研究数据,Aβ₄₂纤维四聚体模型中各标记位点的空间分布(Ser⁸蓝色、Tyr¹⁰绿色、Ser²⁶黄色、Val⁴⁰橙色、Ala⁴²红色)。
三、参考高分文献摘抄与翻译
文献1:Environment-Sensitive Fluorescent Labelling of Peptides by Luciferin Analogues
发表信息:2023年,IF=6.8,期刊领域:Chemical Biology
英文摘要摘抄:
Environment-sensitive fluorophores are very valuable tools in the study of molecular and cellular processes. When used to label proteins and peptides, they allow for the monitoring of even small variations in the local microenvironment, thus acting as reporters of conformational variations and binding events. Luciferin and aminoluciferin, well known substrates of firefly luciferase, are environment-sensitive fluorophores with unusual and still-unexploited properties. Both fluorophores show strong solvatochromism. Moreover, luciferin fluorescence is influenced by pH and water abundance. These features allow to detect local variations of pH, solvent polarity and local water concentration, even when they occur simultaneously, by analyzing excitation and emission spectra.
中文翻译:
环境敏感型荧光团是研究分子和细胞过程的宝贵工具。当用于标记蛋白质和多肽时,它们能够监测局部微环境中的微小变化,从而作为构象变化和结合事件的报告分子。萤火虫荧光素酶的已知底物荧光素和氨基荧光素是具有特殊且尚未充分利用特性的环境敏感型荧光团。两种荧光团均表现出强烈的溶剂化显色效应。此外,荧光素荧光受pH值和水丰度的影响。这些特性使得通过分析激发和发射光谱,即使在pH值、溶剂极性和局部水浓度同时变化的情况下,也能对其进行检测。
四、定制产品列表
4.1 荧光标记功能肽
FITC标记细胞穿膜肽(TAT/R8/CPPs)
Cy5.5标记血管靶向肽(如GX1、RGD)
Alexa Fluor 647标记Aβ₄₂突变体肽
FAM/ROX双标记FRET肽底物
TPE修饰环境敏感型金属离子探针肽
4.2 多肽-聚合物偶联物
FITC-PEG-细胞靶向肽(MW:2k/5k/10k)
Cy3-PLGA-穿膜肽纳米颗粒
Bodipy-葡聚糖-抗菌肽偶联物
4.3 特殊修饰肽
荧光标记磷酸化肽(pSer/pThr/pTyr)
二硫键稳定型荧光环肽
生物素-FITC双功能标记肽




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