利福霉素-CY5，CY5-利福平，致力抗结核分枝杆菌

一、核心组分的定义

Cy5（花菁染料 5）：花菁类近红外荧光染料，分子核心为共轭多烯桥链，两端连接吲哚或喹啉类杂环，是生物标记中常用的荧光信号单元。

利福平（Rifampicin）：人工合成的广谱抗生素，化学本质为利福霉素类衍生物，核心结构含萘并醌母核与哌嗪环，是抗结核分枝杆菌的一线药物。

二、化学与物理特性

1. 化学特性

结构稳定性：偶联后形成的酯键或酰胺键在生理条件（pH 7.2-7.4）下稳定，不易水解，药物活性与荧光性能互不干扰。

生物相容性：低细胞毒性，Cy5 的荧光基团与利福平的药物骨架均无明显生物毒性，适合生物体系应用。

药物活性保留：偶联后利福平仍能与细菌 RNA 聚合酶结合，抑制核酸合成，维持抗菌活性。

2. 物理特性

荧光性能：最大激发波长～646 nm，最大发射波长～662 nm，荧光量子产率高，光稳定性优于传统染料，可避免生物组织自发荧光干扰。

外观与溶解性：深蓝色至蓝紫色固体粉末，易溶于 DMSO、DMF 等有机溶剂，在水中可分散形成稳定混悬液，满足体外实验与体内给药需求。

储存稳定性：需避光、-20℃密封保存，避免高温与强光照射，否则可能导致荧光淬灭或药物降解。

三、应用领域与实验场景

核心用于抗菌药物相关的示踪与机制研究，具体场景包括：

细菌靶向与分布研究：追踪利福平在细菌体内的摄取、转运路径，或在感染动物模型中观察药物在病灶组织的富集情况。

药物作用机制验证：通过荧光成像直观观察药物与细菌 RNA 聚合酶的结合位点、作用时间，辅助解析抗菌机制。

耐药性研究：对比敏感菌与耐药菌对 Cy5 - 利福平的摄取差异，探究耐药菌株的药物耐受机制（如药物外排泵活性变化）。

药物递送系统评价：将偶联物负载于纳米载体（脂质体、聚合物胶束），通过荧光信号评估载体的靶向性与药物释放效率。

四、分子构建组合方式

通过活性官能团介导的共价偶联反应实现组合，核心步骤如下：

原料预处理：选择含活性官能团的 Cy5 衍生物（如 Cy5-NHS 酯、Cy5-COOH），利福平分子含游离羟基（-OH）与氨基（-NH-），可作为反应位点。

偶联反应：优先通过 Cy5 的 NHS 酯与利福平的氨基发生酰胺化反应，或通过缩合剂（如 EDC/NHS）活化 Cy5 的羧基，与利福平的羟基形成酯键。

纯化分离：反应后通过硅胶柱层析、高效液相色谱（HPLC）去除未反应的游离 Cy5 与利福平，得到高纯度的 Cy5 - 利福平偶联物。