Cy5-单宁酸，Cy5-Tannic acid，Cy5标记单宁酸，Cyanine5-Tannic acid
Cy5-单宁酸 是通过化学偶联将荧光染料 Cy5 与天然多酚化合物 单宁酸（Tannic Acid, TA） 形成的复合衍生物。Cy5 属 Cyanine 染料家族，具有激发波长约 650–675 nm、发射波长约 670–695 nm 的长波段荧光特性，光学性能稳定、荧光亮度高。单宁酸是一种多羟基、多酚结构的天然多聚酚，含有大量的邻苯二酚和糖基化基团，可通过羟基或羧基参与化学偶联反应。
Cy5-单宁酸结合了 荧光标记功能与多酚化学特性，既可用于生物分子标记和荧光成像，又可利用单宁酸的化学反应性与纳米材料、蛋白质或药物载体进行功能化修饰。
化学组成：Cy5 核心 + 单宁酸多酚结构
物理状态：红色至棕红色固体或粉末
分子量：取决于单宁酸聚合程度与偶联方式，一般在 1000–5000 Da 范围
功能特点：荧光信号稳定、化学可修饰性高、多羟基提供多偶联位点
Cy5-单宁酸广泛应用于 纳米材料标记、药物载体修饰、荧光成像、分布追踪及多功能复合材料构建。
二、定义
Cy5-单宁酸 可定义为：
一种将长波段荧光染料 Cy5 与天然多酚单宁酸通过化学偶联形成的衍生物，兼具荧光标记功能和多羟基化学反应活性，可用于生物分子标记、纳米材料修饰及荧光成像实验。
定义强调其 双重属性：
荧光功能：Cy5 核心提供高亮度长波段荧光
化学活性：单宁酸羟基和酚羧基可参与共价偶联
多功能性：既可用于标记，又可与纳米载体或药物偶联
三、化学组成与结构特点
1. Cy5 荧光核心
Cyanine 染料，结构包含延伸共轭 π 系统
激发波长约 650–675 nm，发射波长约 670–695 nm
高光稳定性，可在水相和极性有机溶剂中保持荧光强度
可通过 NHS 酯或其他活化基团与羟基、羧基偶联
2. 单宁酸（Tannic Acid, TA）
多酚天然化合物，由葡萄糖核心与多个没食子酸残基形成
含大量邻苯二酚羟基和糖基羟基
可通过氧化羟基或酯化反应与活化 Cy5 偶联
分子量可变，结构呈多羟基聚合物
3. 偶联方式
Cy5-NHS 或 Cy5-活化羧基与单宁酸的羟基或羧基反应
通过酰胺键或酯键形成稳定共价偶联
偶联反应温和，常在室温、缓冲溶液或有机溶剂中完成
linker 或 spacer 可调控空间距离，避免 steric hindrance
4. 分子结构特点
共轭荧光核心：保证 Cy5 荧光信号
多羟基多酚单宁酸：提供多偶联位点
柔性 linker 或空间缓冲：保证荧光信号和化学反应不受阻碍
水溶性调控：羟基和糖基改善水相分散性
四、物理化学性质
溶解性
可溶于水和缓冲液（PBS、Tris）
可溶于 DMSO、DMF 等极性有机溶剂
溶液呈红色至棕红色，荧光强度稳定
光学性质
激发波长 650–675 nm
发射波长 670–695 nm
光稳定性优良，适合长期成像
化学稳定性
干燥、避光、低温保存可长期稳定
偶联产物酯键或酰胺键化学稳定
单宁酸羟基在碱性或氧化条件下可发生轻微氧化
生物相容性
Cy5 核心生物兼容性良好
单宁酸天然来源，生物相容性高
偶联后适合用于蛋白质标记、纳米材料修饰及体外/体内荧光成像
五、功能与应用
1. 荧光标记
Cy5-单宁酸可用于蛋白质、多肽及纳米材料的荧光标记
多羟基提供多个偶联位点，可实现高效标记
荧光信号可用于定量分析、成像及共定位研究
2. 荧光成像与追踪
Cy5.5 荧光长波段可减少自体荧光干扰
可在活细胞、组织切片或体内实验中追踪
可与多色荧光体系联合进行多靶标共定位分析
3. 纳米材料功能化
Cy5-单宁酸可与脂质体、聚合物颗粒、金属纳米颗粒等结合
构建荧光可追踪纳米载体
增强水溶性、稳定性及表面功能化能力
4. 多功能复合材料
可与药物、靶向配体、蛋白质等共价偶联
构建多功能材料：荧光 + 药物 + 载体
支持药物释放监控、分布研究及多分子交互分析
六、制备方法
1. 原料准备
Cy5-NHS 酯 或其他活化 Cy5 形式
单宁酸（TA），分子量 500–1700 Da
缓冲液：PBS 或碳酸盐缓冲液，pH 7–8
溶剂：DMSO 或 DMF
2. 偶联反应步骤
将单宁酸溶解于缓冲液或含少量有机溶剂中
Cy5-NHS 溶解于 DMSO 中，缓慢加入单宁酸溶液
控制 pH 在 7–8，轻柔搅拌室温反应 2–24 小时
反应完成后，可通过透析、凝胶过滤或柱层析去除未反应的 Cy5
干燥制备粉末，避光保存
3. 条件控制
pH 过高会引起单宁酸羟基氧化，过低会降低偶联效率
避免强光照射，保护 Cy5 荧光
反应温和，避免高温或强酸碱环境破坏染料结构
4. 产品纯化
透析去除小分子未偶联 Cy5
选用凝胶过滤柱（Sephadex G-25）分离偶联产物
通过紫外-可见光谱或荧光测定确认 Cy5 含量
七、综合说明
Cy5-单宁酸 是 Cy5 荧光染料与单宁酸偶联形成的复合衍生物，结合了 荧光可追踪功能与多羟基化学反应性。其特点包括：
Cy5 共轭荧光核心：提供长波段高亮度荧光
单宁酸多羟基结构：提供多偶联位点
柔性 linker 或空间缓冲：保证荧光信号和偶联效率
水溶性良好：羟基与糖基增强水相分散性
功能上，Cy5-单宁酸可用于蛋白质标记、纳米材料功能化、荧光成像及多功能复合材料构建。其 高亮度荧光、化学可偶联性强、生物相容性良好，使其成为分子生物学、纳米医学及药物化学研究中的重要荧光工具。
