Кіріспе
Бояулар класы
Цианиндер, сондай-ақ тетраметилиндо(ди)карбоцианиндер деп те аталады, полиметин тобына жататын синтетикалық бояулар отбасы. Аты этимологиялық тұрғыдан көк түстердің атауларынан шыққан болса да, цианин отбасы жақын ИҚ сәуледен ультракөк сәулеге дейінгі электромагниттік спектрді қамтиды. Химиялық тұрғыдан алғанда, цианиндер – екі азот атомы арасындағы конъюгацияланған жүйе; әрбір резонанстық құрылымда дәл бір азот атомы иминийге тотығады. Әдетте, олар азотты гетероциклді жүйенің құрамына кіреді. Цианин бояуларының негізгі қолданылуы – биологиялық белгілеу. Дегенмен, олардың синтезі мен қолданылуы туралы кең әдебиет бар, және цианиндер кейбір CD және DVD тасымалдағыштарында жиі кездеседі.
Өнеркәсіптегі тарихы мен қолданылуы
Цианиндер алғаш рет бір ғасыр бұрын синтезделген. Олар бастапқыда фотоэмульсиялардың сезімталдық диапазонын кеңейту үшін, яғни пленкада бейне түзілетін толқын ұзындықтарының ауқымын арттыру үшін қолданылған және қазір де қолданылуда, осы арқылы пленканы панкроматты етеді. Бұл процестер нашарлауды айтарлықтай баяулатады. Мұндай дискілердің архивтік өмірі 75 жыл немесе одан да көпке бағаланады. CD-R дискілерінде қолданылатын басқа бояулар – фталоцианин және азо бояулары.
Қолданбалар
Цианин бояғыштары ақуыздарды, антиденелерді, пептидтерді, нуклеин қышқылының зондтарын және флуоресценциялық анықтаудың әртүрлі техникаларында қолданылатын кез келген басқа да биомолекулаларды белгілеуге пайдаланылады: ағын цитометриясы, микроскопия (негізінен көрінетін спектр, сондай-ақ Көккөк, Инфрақызыл), микропластиналық талдаулар, микромассивтер, «жарықтандыру зондтары» және тірі организмде бейнелеу.
Нуклеин қышқылының таңбалануы
Микроаррельдік эксперименттерде ДНК немесе РНК, N гидроксисукцинимидил эфирі (NHS эфирі) реакциялық тобын тасымалдау үшін синтезделген Cy3 немесе Cy5 белгісімен таңбаланады. ННС эфирлері тек алифалық амин топтарымен ғана жылдам реакцияға түсетінімен, нуклеин қышқылдарында мұндай топтар жоқ болғандықтан, нуклеотидтерді аминоаллил топтарымен модификациялау қажет. Бұл, синтез реакциялары кезінде аминоаллилді модификацияланған нуклеотидтерді қосу арқылы іске асырылады. Оптималды қатынас – әр 60 негізге бір таңба, осылайша таңбалар бір-біріне тым жақын орналаспайды, себебі бұл өшіру эффектісіне алып келеді.
Белоктарды таңбалау
Белсенділерді таңбалау үшін Cy3 және Cy5 бояғыштарында кейде аминдермен реакцияға түсетін сукцинимидил тобы немесе цистеин қалдықтарының сульфидрил тобымен реакцияға түсетін малеимид тобы болады. Cy5 өз электрондық ортасына сезімтал. Оған бекітілген белоктың конформациясының өзгеруі эмиссияның күшеюіне немесе сөнуіне әкеледі. Бұл өзгерістің жылдамдығын өлшеу арқылы ферменттің кинетикалық параметрлерін анықтауға болады. Бұл бояғыштар FRET эксперименттерінде де ұқсас мақсаттарда қолданылады. Cy3 және Cy5 протеомика эксперименттерінде екі түрлі көзден алынған үлгілерді араластырып, оларды бірдей ажырату процесінен өткізу үшін пайдаланылады. Бұл үлгілерді жеке-жеке зерттегенде туындайтын, эксперименттік жағдайлардың өзгешелігінен туындаған айырмашылықтарды жояды. Мұндай айырмашылықтар ажырату процесі аяқталғаннан кейін деректерді автоматты түрде жинау үшін компьютерлерді пайдалануды өте қиын, тіпті мүмкін емес етеді. Осы бояғыштарды қолдану автоматтандыруды жеңілдетеді.
Этимология
Цианин сөзі ағылшын тіліндегі "cyan" сөзінен алынған, ол әдетте көк-жасыл түстің бір реңін білдіреді ("aqua" түсіне жақын) және грек тіліндегі κυάνεος/κυανοῦς kyaneos/kyanous сөзінен туындаған, бұл сөз сәл өзгеше түсті көрсетеді: "қою көк".