引言

纖維蛋白原（Fibrinogen）是血液凝固過程中的核心蛋白，在血栓形成、傷口愈合及炎癥反應中發揮關鍵作用。通過化學修飾將熒光染料CY5與牛源纖維蛋白原結合，可開發出具有近紅外熒光特性的生物探針（CY5-Fibrinogen），為血栓動態監測、藥物篩選及疾病機制研究提供可視化工具。

一、分子結構與熒光特性

1. 纖維蛋白原的生物學功能

1. 牛纖維蛋白原由三對多肽鏈（Aα、Bβ、γ）組成，分子量約340 kDa，在凝血酶作用下可聚合為纖維蛋白，形成血栓骨架。

2. CY5染料的優勢

1. CY5是一種近紅外熒光染料（激發/發射波長：649 nm/670 nm），具有組織穿透深度大、背景熒光干擾低的特點，適用于活體成像。

3. 共價修飾策略

1. 通過N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）酯化反應，將CY5的羧酸基團與纖維蛋白原的賴氨酸殘基氨基結合，實現位點特異性標記，修飾度控制在1-2個染料分子/蛋白分子，避免影響蛋白活性。

二、合成方法與質量控制

1. 反應條件優化

1. 在pH 8.0的磷酸鹽緩沖液中，CY5-NHS酯與纖維蛋白原以10:1摩爾比反應，4℃攪拌12小時，標記效率達85%以上。

2. 純化與表征

1. 采用凝膠過濾色譜（Sephadex G-25）去除未反應染料，通過SDS-PAGE和熒光掃描驗證修飾效果，蛋白回收率>70%。

3. 穩定性評估

1. 修飾產物在4℃條件下保存30天，熒光強度保留率>90%，且凝血酶誘導聚合能力未受顯著影響（保留率>80%）。

三、生物醫學應用場景

1. 血栓形成動態監測

1. 在小鼠頸動脈血栓模型中，靜脈注射CY5-Fibrinogen后，通過近紅外熒光成像系統實時觀察血栓生長過程，熒光信號強度與血栓體積呈正相關（r=0.93）。

2. 抗血栓藥物篩選

1. 利用修飾產物建立體外血栓模擬系統，評估不同劑量肝素對纖維蛋白聚合的抑制作用，IC??值為0.5 U/mL，與臨床數據一致。

3. 纖維蛋白溶解研究

1. 結合組織型纖溶酶原激活劑（t-PA），通過熒光強度變化監測血栓溶解過程，半衰期（t?/?）為18分鐘，為溶栓治療時機選擇提供依據。

四、臨床轉化挑戰與對策

1. 免疫原性風險

1. 牛源蛋白可能引發人抗牛抗體反應，需通過基因工程改造（如人源化修飾）降低免疫原性。

2. 代謝動力學研究

1. 在食蟹猴中，CY5-Fibrinogen的半衰期為12小時，主要經肝臟代謝，需優化劑量以平衡成像窗口與毒性風險。

3. 多模態成像拓展

1. 結合放射性同位素（如??Cu）或超順磁性氧化鐵納米粒子（SPIONs），開發熒光/PET或熒光/MRI雙模態探針，提升診斷精準度。

結語

CY5-Fibrinogen的研發實現了纖維蛋白原功能與熒光技術的融合，為血栓相關疾病的研究與診療提供了創新工具。隨著合成工藝的優化及多模態成像技術的發展，其臨床轉化潛力值得期待。

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