CY5.5-PEI / CY5.5 标记聚乙烯亚胺 / 近红外荧光 PEI 阳离子高分子探针

CY5.5-PEI 是将 CY5.5 近红外菁染料共价接枝在聚乙烯亚胺高分子链上的荧光功能化聚合物，常温下多为浅黄褐色固体，水溶性良好，可直接分散在纯水、PBS 缓冲体系中，是基因与载体示踪方向常用的一体化探针材料。PEI 本身是典型阳离子高分子，侧链分布大量氨基，CY5.5 染料修饰后，在保留 PEI 载体功能的同时，赋予分子近红外荧光信号，适合活体与组织层面的光学成像研究。

一、分子结构与理化特点

·骨架结构：聚乙烯亚胺分为线性与支化两种类型，支化PEI氨基密度更高，结合核酸的能力更强；CY5.5荧光基团通过酰胺键偶联在侧链氨基位点，接枝比例可根据实验需求定制。

·光学特征：激发波长约675 nm，发射波长694 nm，处于近红外窗口，组织自发荧光干扰低，穿透深度优于CY3、FITC等短波长染料。

·理化属性：阳离子特性使其可以结合带负电的核酸、siRNA；PEG化改性版本可降低细胞非特异性吸附，调节细胞毒性。

二、核心作用原理

PEI 的质子海绵效应是该材料发挥递送功能的基础。

在生理pH 环境下，PEI 氨基发生质子化，带上正电荷，依靠静电相互作用包裹 DNA、小干扰 RNA，形成纳米复合物。

当复合物进入细胞内吞体后，大量氨基结合质子，引发内吞体渗透压变化，促使囊泡破裂，释放核酸cargo。偶联的 CY5.5 荧光基团不参与核酸结合过程，仅作为信号标签，在共聚焦、活体成像仪下实时追踪载体的胞内分布、转运路径以及组织富集情况，实现递送过程可视化。

三、主流应用场景

1.基因递送示踪：用于PEI载体介导的核酸递送实验，直观观察载体在不同细胞、肿瘤组织中的富集行为，对比不同分子量PEI的递送差异。

2.肿瘤活体成像：依托近红外低背景优势，用于荷瘤小鼠活体荧光成像，研究载体在肿瘤部位的富集与滞留时长。

3.纳米载体修饰：作为荧光标记母核，进一步修饰靶向多肽、适配体，构建兼具靶向、递送、荧光示踪多重功能的纳米探针。

4.细胞摄取研究：流式细胞术、共聚焦显微镜定量分析细胞对阳离子纳米复合物的摄取效率。

四、实验选型与使用提示

选型时优先区分分子量，低分子量PEI 生物相容性更好，高分子量 PEI 核酸负载能力更强，但细胞毒性相对更高。

CY5.5 标记的接枝率不宜过高，过高接枝率会改变 PEI 的电荷分布，削弱核酸结合能力，同时容易造成荧光淬灭。

该试剂需要避光、-20℃密封保存，避免反复冻融。配置工作液时优先使用中性缓冲液，强酸碱条件会破坏染料与高分子之间的共价键，造成荧光信号丢失。

小结

随着非病毒基因载体的持续发展，可视化载体是载体机理研究的重要方向。CY5.5-PEI 省去了实验后二次标记的步骤，载体与荧光信号同步，减少标记操作带来的实验误差，在基因载体机理、肿瘤靶向递送等方向，持续为科研人员提供可视化研究工具。

【申明】本文仅作科学研究科普，任何情况下均不得用于人体实验、临床诊断、临床治疗及其他非科研活动。

原创作者：广州为华生物科技有限责任公司