CY5-硫酸软骨素，CY5-Chondroitin Sulfate，药物递送监测及细胞成像
CY5-硫酸软骨素（CY5-Chondroitin Sulfate，简称CY5-CS）是一种荧光标记的硫酸软骨素衍生物。硫酸软骨素是一种天然线性多糖，属于糖胺聚糖家族，广泛存在于动物软骨和结缔组织中。通过化学偶联，将花青素荧光染料CY5（Cyanine5）共价连接到硫酸软骨素分子链上，形成CY5-硫酸软骨素复合物。其英文名称除CY5-Chondroitin Sulfate外，亦常表述为Chondroitin Sulfate-Cyanine5 Conjugate，化学名可细称为磺化多糖-花青素5缀合物。
定义属性与分子结构
该化合物兼具生物大分子和荧光报告基团的双重属性。硫酸软骨素的基本结构由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰半乳糖胺通过β-1,3糖苷键交替连接而成，并在特定羟基位置发生硫酸酯化修饰（常见为4-或6-位）。CY5部分是一种对称的吲哚菁染料，其核心结构为聚甲炔链连接的两个吲哚环体系，带有磺酸基团以增强水溶性。在CY5-CS中，CY5通常通过其活性酯（如N-羟基琥珀酰亚胺酯）与硫酸软骨素链上的游离氨基（经部分脱乙酰化引入或通过修饰接头）形成稳定的酰胺键，构成明确的共价缀合结构。
物理化学特性
CY5-CS保留了硫酸软骨素的高亲水性和负电性（源于羧基和硫酸基），同时获得了CY5的深红色荧光特性（最大激发/发射波长约650/670 nm）。其水溶液呈澄清红色，荧光强度受pH和离子强度影响较小，在生理条件下稳定。由于分子量分布较宽（硫酸软骨素来源决定），其缀合物通常表现为多分散体系，可通过凝胶色谱进一步纯化。
功能应用
在医药前体开发与生物医学研究中，CY5-CS主要作为荧光探针用于示踪研究。其核心应用包括：1）药物递送系统可视化：作为靶向多糖载体（如用于关节软骨修复），CY5标记可实时追踪纳米颗粒或水凝胶在体内的分布、蓄积和代谢；2）细胞外基质成像：利用硫酸软骨素与细胞表面CD44受体等特异性结合的特性，用于肿瘤微环境或炎症部位的可视化分析；3）体外诊断试剂：作为酶活性检测底物（如硫酸酯酶或糖苷酶），通过荧光变化量化酶活。
实验反应与化学原理
其制备涉及亲和取代反应：在弱碱性缓冲液中，CY5-NHS酯与硫酸软骨素的伯氨基亲核进攻羰基碳，释放N-羟基琥珀酰亚胺，形成酰胺键。该反应遵循酰化机制，需严格控制反应物的摩尔比以避免过度标记。在应用实验中，CY5-CS与靶标的相互作用常基于分子识别原理：硫酸软骨素链通过静电相互作用、氢键与特定蛋白（如生长因子）结合，而CY5荧光则通过光物理能量转移原理（如FRET）实现信号输出，用于结合动力学研究。
