5-羧基四甲基罗丹明，化学简称为5-TAMRA，是一种广泛使用的红色荧光染料，属于三苯甲烷类罗丹明衍生物。5-羧基四甲基罗丹明的显著特点是具有高亮度红色荧光、优异的光稳定性以及化学活性，使其成为生物分子标记、荧光探针以及活细胞成像研究中不可或缺的工具。
图1 5-羧基四甲基罗丹明的化学结构式
理化性质
5-羧基四甲基罗丹明为固体粉末，可溶于DMSO、DMF及甲醇，溶解度可达63 mg/mL以上。5-羧基四甲基罗丹明的荧光特性表现为桔红色，其激发波长为558 nm，发射波长为586 nm，具有光稳定性良好且对pH不敏感的优点。作为一种胺反应性羧酸，5-羧基四甲基罗丹明具备与伯胺结合的特性。在储存方面，5-羧基四甲基罗丹明需避光保存，并建议在低温条件下存放以确保其稳定性。
结构特点
5-羧基四甲基罗丹明是一种荧光染料，其鲜艳的色泽与强大的荧光性能使其在众多科学领域中脱颖而出。这种染料以其独特的化学结构和光学特性，成为了生物学和化学研究中的得力助手。5-羧基四甲基罗丹明是TAMRA的5-羧基异构体，与6-TAMRA 相比，其羧基位点不同，这种异构体的选择性标记可为分子偶联提供更精确的空间控制。5-羧基四甲基罗丹明的分子核心是四甲基罗丹明，具有高度共轭的三苯甲烷结构，使其能够在可见光区域有效吸收光并发射强烈红色荧光。5-羧基四甲基罗丹明的羧基修饰在分子5位，为生物偶联提供活性位点，使其可通过酰胺化反应与蛋白质、肽链或其他氨基化分子形成稳定的共价键。在化学性质方面，5-羧基四甲基罗丹明为橙红色粉末或固体，可溶于DMSO、DMF等极性有机溶剂或少量水溶液。5-羧基四甲基罗丹明在水溶液中表现出良好的荧光特性，其激发波长约为555 nm，发射波长约为580–585 nm，具有荧光强度高且光稳定性良好的特点。此外，5-羧基四甲基罗丹明的羧基可通过活化形成N-羟基琥珀酰亚胺酯或其他活性酯形式，用于蛋白质和多肽的高效偶联。
化学研究
5-羧基四甲基罗丹明在生物学领域常被用作荧光标记物，用于追踪和观察生物分子的行为。5-羧基四甲基罗丹明的荧光信号强且稳定，使得研究人员能够清晰地观察到生物分子在细胞内的动态变化。此外，5-羧基四甲基罗丹明还可用于荧光原位杂交技术，帮助科学家们定位和检测染色体上的特定基因序列。
荧光标记实验
采用固相合成法合成以基质金属蛋白酶为靶点的肿瘤靶向性细胞穿膜肽，并使用5-羧基四甲基罗丹明对其进行荧光标记，进而对合成产物的生物活性和细胞毒性进行评估。在合成方法上，以N-芴甲氧羰基作为α-氨基酸的保护基，通过逐个延伸的固相合成法合成肿瘤靶向性细胞穿膜肽，随后在耦合剂HATU和DMF存在下，加入5-羧基四甲基罗丹明进行荧光标记。5-羧基四甲基罗丹明作为荧光标记物，成功标记了目标穿膜肽。应用高效液相色谱分析仪和质谱仪测定产物的纯度和分子量，结果显示所合成的细胞穿膜肽纯度为96.05%。生物活性评估表明，该穿膜肽对正常肝脏细胞株LO2无明显穿膜作用，但对肝癌细胞株SMMC-7721具有较强的穿膜作用，且对细胞活性无明显影响。结论表明，采用Fmoc固相肽合成法成功合成了细胞穿膜肽，且所合成的穿膜肽具有肿瘤靶向性，其中5-羧基四甲基罗丹明的荧光标记为后续的细胞成像和定位研究提供了关键支持。[1]
参考文献
[1] 何吉文,李华,姜楠,等.肿瘤靶向性细胞穿膜肽的固相合成及体外活性研究[J].南方医科大学学报, 2011, 31: 4.