Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Класс красителей
Class of dyes
Цианины, также известные как тетраметилиндо(ди)карбоцианины, – это семейство синтетических красителей, принадлежащих к группе полиметиновых красителей. Хотя название этимологически происходит от обозначений оттенков синего цвета, семейство цианинов охватывает электромагнитный спектр от ближней инфракрасной до ультрафиолетовой области. С химической точки зрения, цианины представляют собой сопряженную систему между двумя атомами азота; в каждой резонансной структуре ровно один атом азота окисляется до иминия. Как правило, они входят в состав азотсодержащей гетероциклической системы. Основное применение цианиновых красителей – в биологической маркировке. Тем не менее, существует обширная литература, посвященная как их синтезу, так и применению, и цианины широко используются в некоторых CD и DVD-носителях.
Cyanines, also referred to as tetramethylindo(di) carbocyanines are a synthetic dye family belonging to the polymethine group. Although the name derives etymologically from terms for shades of blue, the cyanine family covers the electromagnetic spectrum from near IR to UV. Chemically, cyanines are a conjugated system between two nitrogen atoms; in each resonance structure, exactly one nitrogen atom is oxidized to an iminium. Typically, they form part of a nitrogenous heterocyclic system. The main application for cyanine dyes is in biological labeling. Nevertheless, there is a wide literature on both their synthesis and uses, and cyanines are common in some CD and DVD media.
История и использование в промышленности
Цианины были впервые синтезированы более века назад. Изначально они использовались, и до сих пор используются, для расширения диапазона чувствительности фотографических эмульсий, то есть для увеличения диапазона длин волн, формирующих изображение на пленке, делая пленку панхроматической. Также используются добавки, значительно замедляющие процесс разрушения. Срок службы этих дисков часто оценивается в 75 лет и более. Другие красители, применяемые в CD-R, – фталоцианин и азо.
Cyanines were first synthesized over a century ago. They were originally used, and still are, to increase the sensitivity range of photographic emulsions, i. e., to increase the range of wavelengths which will form an image on the film, making the film panchromatic. that slow the deterioration significantly. These discs are often rated with an archival life of 75 years or more. The other dyes used in CD Rs are phthalocyanine and azo.
Приложения
Цианиновые красители используются для мечения белков, антител, пептидов, нуклеиновых кислотных зондов и любых других биомолекул, применяемых в различных методах флуоресцентного детектирования: проточная цитометрия, микроскопия (преимущественно видимый диапазон, но также УФ и ИК), анализы в микропланках, микрочипы, а также "светящиеся зонды" и визуализация in vivo.
Cyanine dyes are used to label proteins, antibodies, peptides, nucleic acid probes, and any kind of other biomolecules to be used in a variety of fluorescence detection techniques: Flow cytometry, Microscopy (mainly Visible range, but also UV, IR), Microplate assays, Microarrays, as well as "light up Probes," and in vivo imaging.
Маркировка нуклеиновой кислоты
В экспериментах с микромассивами ДНК или РНК маркируются либо Cy3, либо Cy5, синтезированными с реактивной группой N-гидроксисукцинимидилового эфира (NHS-эфир). Поскольку NHS-эфиры легко реагируют только с алифатическими аминогруппами, которых нет в нуклеиновых кислотах, нуклеотиды необходимо модифицировать аминоаллильными группами. Это достигается путем включения аминоаллиломодифицированных нуклеотидов в ходе реакций синтеза. Оптимальное соотношение – одна метка на каждые 60 оснований, чтобы метки не располагались слишком близко друг к другу, что привело бы к эффекту тушения флуоресценции.
In microarray experiments DNA or RNA is labeled with either Cy3 or Cy5 that has been synthesized to carry an N hydroxysuccinimidyl ester (NHS ester) reactive group. Since NHS esters react readily only with aliphatic amine groups, which nucleic acids lack, nucleotides have to be modified with aminoallyl groups. This is done through incorporating aminoallyl modified nucleotides during synthesis reactions. A good ratio is a label every 60 bases such that the labels are not too close to each other, which would result in quenching effects.
Маркировка белков
Для маркировки белков красители Cy3 и Cy5 иногда несут сукцинимидильную группу для реакции с аминами или малеимидную группу для реакции с сульфгидрильной группой остатков цистеина. Cy5 чувствителен к своему окружению. Изменения в конформации белка, к которому он присоединен, приводят к усилению или гашению эмиссии. Скорость этого изменения можно измерить для определения кинетических параметров фермента. Эти красители могут использоваться для аналогичных целей в FRET-экспериментах. Cy3 и Cy5 применяются в протеомных экспериментах, чтобы образцы из двух источников можно было смешать и совместно пропустить через процесс разделения. Это устраняет вариации, обусловленные различными экспериментальными условиями, которые неизбежны при раздельном анализе образцов. Эти вариации значительно затрудняют, если не делают невозможным, автоматизацию сбора данных компьютером после завершения разделения. Использование этих красителей упрощает автоматизацию до предела.
For protein labeling, Cy3 and Cy5 dyes sometimes bear a succinimidyl group to react with amines, or a maleimide group to react with a sulfhydryl group of cysteine residues. Cy5 is sensitive to its electronic environment. Changes in the conformation of the protein it is attached to will produce either enhancement or quenching of the emission. The rate of this change can be measured to determine enzyme kinetic parameters. The dyes can be used for similar purposes in FRET experiments. Cy3 and Cy5 are used in proteomics experiments so that samples from two sources can be mixed and run together through the separation process. This eliminates variations due to differing experimental conditions that are inevitable if the samples were run separately. These variations make it extremely difficult, if not impossible, to use computers to automate the acquisition of the data after the separation is complete. Using these dyes makes the automation trivial.
Этимология
Слово цианин происходит от английского слова "cyan", которое обычно означает оттенок сине-зелёного цвета (близкий к "aqua") и восходит к греческому κυάνεος/κυανοῦς kyaneos/kyanous, означающему несколько иной цвет: "тёмно-синий".
The word cyanin is from the English word "cyan", which conventionally means a shade of blue green (close to "aqua") and is derived from the Greek κυάνεος/κυανοῦς kyaneos/kyanous which means a somewhat different color: "dark blue".