引言

远红外荧光染料因其组织穿透深度大、背景自发荧光低等优势，已成为活体成像与临床转化研究的重要工具。在众多远红外荧光团中，花菁染料Cy5（最大发射波长约670 nm）凭借较高的摩尔消光系数和良好的光稳定性被广泛应用。然而，传统Cy5染料水溶性较差，在生物偶联过程中易发生聚集导致荧光淬灭。磺酸基-Cy5-甲基琥珀酰亚胺酯（Sulfo-Cy5-M SE，货号PR01394，CAS号2230212-27-6）通过在Cy5骨架上引入磺酸基团，显著提升了水溶性，同时保留NHS酯基团与伯氨基的高效反应活性，为生物分子的温和标记提供了可靠方案。

近年来，随着术中导航、响应型探针和超分辨显微成像等技术的快速发展，对荧光标记试剂的性能要求不断提高。Sulfo-Cy5-M SE作为一类经典的胺反应性远红外标记试剂，在上述前沿领域中展现出独特的应用潜力。本文围绕该试剂的化学特性与标记策略，结合最新文献报道，系统梳理其在生物医学成像中的研究进展，并探讨当前面临的挑战与未来机遇。

Sulfo-Cy5-M SE的化学特性与标记策略

Sulfo-Cy5-M SE的分子结构包含三个关键功能单元：花菁荧光骨架、磺酸基团和NHS活性酯。花菁骨架提供远红外荧光发射，磺酸基团赋予分子良好的水溶性并减少非特异性吸附，NHS酯则可在温和条件下（pH 7.2–8.5）与蛋白质、多肽等生物分子中的伯氨基（主要为赖氨酸残基的ε-氨基和N端氨基）发生亲核取代反应，形成稳定的酰胺键。该反应条件温和、效率高，适用于对有机溶剂敏感的抗体和酶等生物大分子。

值得注意的是，该产品存在钾盐（CAS号2230212-27-6）与内盐（CAS号937739-58-7）两种形式，不同盐形式可能影响试剂的溶解性和标记效率，在实际应用中需根据缓冲体系进行选择。标记反应后，通常需通过凝胶过滤或透析去除游离染料，以保证标记产物的纯度。标记比（DOL）可通过测定蛋白浓度与染料吸光度计算，一般建议控制在适度范围以避免荧光自淬灭。

术中导航与病灶定位中的应用

术中精准定位微小病灶是外科手术面临的重要挑战，尤其对于早期胃癌等缺乏浆膜层侵犯的病变，腹腔镜下难以通过肉眼识别。近期一项研究提出了一种基于Cy5的“Intake and Work”成像技术，用于胃部病变的术中导航（文献[1]，DOI: 10.34133/cbsystems.0212）。该技术利用软体机器人平台递送Cy5标记探针，通过荧光信号实现病变组织的实时可视化。尽管该研究的具体探针设计细节尚未完全公开，但其思路表明，Sulfo-Cy5-M SE作为水溶性远红外标记试剂，有望通过偶联靶向配体或抗体，构建术中导航探针，提升手术切缘的精准判断能力。

然而，需要指出的是，目前直接以Sulfo-Cy5-M SE为标记单元、针对术中导航的系统性研究仍较为有限。现有文献多聚焦于Cy5骨架的整体应用，而非特定衍生物的标记效率比较。因此，该试剂在术中导航中的实际优势尚需更多直接证据支持。

响应型荧光探针的构建

响应型荧光探针能够针对特定分析物（如活性氧、活性氮、酶等）发生荧光信号变化，实现高灵敏检测。近期报道的一种零本征荧光Cy5探针采用双重光诱导电子转移（dual-PET）淬灭机制，用于肿瘤和伤口模型中次氯酸（HClO）的高灵敏成像（文献[2]，DOI: 10.1016/j.snb.2026.140477）。该探针在未与HClO反应时荧光被高效淬灭，本征荧光接近于零；与HClO作用后，淬灭基团离去，荧光显著恢复，从而实现instrument-independent的检测模式。

这一设计思路对Sulfo-Cy5-M SE的应用具有重要启示：通过将Cy5荧光团与淬灭基团通过可断裂连接臂偶联，并利用NHS酯将探针整体标记到靶向载体上，可构建兼具靶向性和响应性的智能探针。此外，Sulfo-Cy5-M SE的水溶性有助于减少探针在生理条件下的聚集，从而降低假阳性信号。不过，目前尚无直接采用Sulfo-Cy5-M SE构建此类探针的公开报道，其与dual-PET淬灭模块的兼容性仍需实验验证。

超分辨显微成像中的潜力

超分辨显微成像技术突破了传统光学衍射极限，为亚细胞结构研究提供了强大工具。单次曝光全息超分辨显微镜（single shot holographic super-resolution microscopy）通过引入双折射FINCH全息透镜系统，结合低成本非制冷CMOS相机，实现了简便且多功能的超分辨成像（文献[5]，DOI: 10.1364/oe.424175）。该技术对荧光标记的亮度、光稳定性和水溶性提出了较高要求。Sulfo-Cy5-M SE标记的抗体或链霉亲和素探针，因其远红外发射和良好水溶性，有望在该类成像平台中提供低背景、高信噪比的信号。

然而，目前该超分辨技术主要验证于常规荧光染料，Sulfo-Cy5-M SE在其体系中的成像性能尚未见系统评价。未来需要针对标记密度、光漂白速率和全息重建算法适配性开展专门研究。

局限性与展望

尽管Sulfo-Cy5-M SE在多个前沿方向展现出应用潜力，但当前研究仍存在若干局限。首先，直接针对该特定试剂的产品级性能验证文献较少，多数应用研究使用Cy5骨架染料而非磺酸化NHS酯衍生物，导致其标记效率、稳定性和成像质量的直接证据不足。其次，在术中导航和响应型探针领域，Sulfo-Cy5-M SE与靶向配体的偶联化学、体内药代动力学行为尚缺乏系统数据。此外，远红外染料的组织穿透深度虽优于可见光染料，但相较于近红外二区（NIR-II）染料仍有差距，在深层组织成像中的灵敏度受限。

未来研究方向可包括：（1）系统比较Sulfo-Cy5-M SE与同类胺反应性染料在抗体标记中的效率与稳定性；（2）开发基于该试剂的靶向-响应双功能探针，结合dual-PET淬灭机制提升肿瘤成像特异性；（3）探索其在全息超分辨成像和单分子定位显微镜中的适配性；（4）开展体内药代动力学与毒性评价，推动临床转化。随着上述研究的深入，Sulfo-Cy5-M SE有望在精准医学成像中发挥更重要的作用。

参考文献

• Soft Robots with Cy5: An “Intake and Work” Imaging Technique for Intraoperative Navigation of Gastric Lesion

Lifeng He, Yu Pan, Wei Jin, Rong Tan, Yanan Xue, Danying Sun, Jingyu Zhang, Pingyu Xiang, Qin Fang, Yue Wang, Rong Xiong, Haojian Lu, Songmei Lou · Cyborg and Bionic Systems · 2025

DOI: 10.34133/cbsystems.0212

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• A zero intrinsic fluorescence Cy5 probe with dual-PET quenching for highly sensitive and instrument-independent HClO imaging in tumor and wound models

Suanquan He, Fan Zhou, Xinglong Chen, Li Deng, Ziang Yang, Xi Chen, Zhipengjun Zhang, Hongwen Liu, Lemeng Zhang · Sensors and Actuators B: Chemical · 2026

DOI: 10.1016/j.snb.2026.140477

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• 'Yo vivo aquí y se vive muy tranquilo'

Miguel A. Aijón Oliva · Borealis – An International Journal of Hispanic Linguistics · 2025

DOI: 10.7557/1.14.1.8044

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• Comparison of Biomarkers Between Hepatic Tumors in Rat Models and a Dog

SOOMIN KIM, YEJI KIM, SE EUN KIM, HA-JUNG KIM · In Vivo · 2023

DOI: 10.21873/invivo.13075

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• Single shot holographic super-resolution microscopy

Nisan Siegel, Gary Brooker · Optics Express · 2021

DOI: 10.1364/oe.424175

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• Rosalind Franklin Society Proudly Announces the 2022 Award Recipient for <i>Nucleic Acid Therapeutics</i>

Laura Sepp-Lorenzino · Nucleic Acid Therapeutics · 2023

DOI: 10.1089/nat.2023.29007.rfs2022

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