CY 为花菁 (Cyanine) 的缩写，经典的菁染料含有两个含氮杂环，分子内部含有由甲川基 (CH)n 组成的共轭链，n 可为奇数或偶数。吸光度和荧光波长可通过选择聚次甲基桥的长度来控制：越长的花菁素具有较高的吸光度和发射波长 (图 1 所示)。根据链中的碳原子数，菁类由甲川基被分为一甲基 (CY1，n=0)、三甲基(CY3，n=1)、五甲基 (CY5，n=2) 和七甲基 (CY7，n=3)。

图 1. 经典花菁素结构及发射光谱示意图

CY 染料的分类

CY 染料分为非磺化花菁和磺化花菁。两者的光谱特性基本相同，在 DNA 和蛋白质的标记中，它们是可互换的，两种均可用于标记生物分子。磺化花菁染料具体水溶性，且不易在水中聚集，是抗体和蛋白标记的首选。

图 2.共聚焦显微镜观察患者肾、肝和肿瘤的组织切片中 Cy5 的摄取情况[3]

文中所用Cy5来自 MCE

CY 活化基团的选择

根据需要标记的生物分子的可标记基团 (胺基、醛基或巯基) 以及酸碱性，选择相应的活化染料和反应条件。为减少空间位阻影响，CY 染料常做各种修饰，具体如下：1) Succinimidyl ester (SE) 修饰：该类型 CY 染料可与蛋白的氨基末端或伯胺反应，从而实现包括多肽、抗体等的蛋白标记。

标记反应相对于游离酸形式，空间位阻更小，反应更加稳定，高效；如 Shiqi Huang 等人研制出一种经过修饰的纳米载体，用于治疗因黑色素瘤导致的肺部肿瘤，研究人员用Cy5-SE标记了四种修饰的纳米颗粒导入小鼠体内，并观察肺部荧光图像，进而确定纳米颗粒的聚集情况。结果表明，小鼠的肺部有大量的Cy5-SE 标记的纳米颗粒靶向聚集，延缓了肿瘤的生长，该文章用荧光标记的方法证明了纳米载体抗肿瘤活性实验的可靠性。

图3. CY5-SE标记四种修饰载体蛋白的荧光图像[2]

2) Hydrazide (酰肼) 修饰：该类型 CY 染料可与蛋白等生物分子的醛基反应，多用于神经元细胞的电极失踪和神经缝隙连接硏究；该类型 CY 染料还可用于糖基化抗体的标记；如 J.E.Noble 等用 Hydrazide 修饰的 CY3对四种糖基化抗体进行偶联 (半乳糖、唾液酸、N 乙酰氨基葡萄糖和甘露糖)，得到稳定的 CY3-Hydrazide 标记抗体。

3) Maleimide (马米酰亚胺) 修饰：该类型 CY 染料可与蛋白等生物分子的巯基反应，实现高效标记。

CY 花菁类染料优点

1) 光谱窄，信号强；

2) 花菁类染料的摩尔吸光系数高于其他荧光染料；3) 磺化花菁类染料易溶于水，对组织细胞毒性小，适用于动物和细胞实验；

4) 荧光波段在近红外区段的组织透过性更好。