Cianina: differenze tra le versioni
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'''Cianina''' è il nome non-sistematico di una famiglia di coloranti sintetici che appartiene alla categoria dei [[metino|polimetini]]. Il nome "cianina" deriva dalla parola "[[ciano]]", una sfumatura tra il blu e il verde e deriva dalla parola greca {{Lang|grc|κυάνεος}}/{{Lang|grc|κυανοῦς}} ''(kyaneos/kyanous)'', ovvero "blu scuro".
Le cianine erano e sono
== Struttura ==
[[File:Cyanine.png|destra|miniatura|300x300px|Le cianine:<br />
I = Streptocianine,<br />
II = Emicianine,<br />
III = Cianine chiuse]]
Esistono tre tipologie di cianine:<ref>{{
* ''Streptocianine ''o ''cianine a catena aperta'':
: R<sub>2</sub>N<sup>+</sup>=CH[CH=CH]''<sub>n</sub>''-NR<sub>2</sub> <
* ''Emicianine'':
: Aril=N<sup>+</sup>=CH[CH=CH]''<sub>n</sub>''-NR<sub>2</sub> <
* ''Cianine a catena chiusa'':
: Aril=N<sup>+</sup>=CH[CH=CH]''<sub>n</sub>''-N=Aril <
dove due atomi di azoto sono legati da una catena di polimetini.<ref name="ernst">{{
== Storia e usi in industria ==
Le cianine furono sintetizzate per la prima volta più di un secolo fa. Furono adoperate immediatamente per aumentare l'intervallo di sensibilità per emulsioni fotografiche, ad esempio aumentare il numero di lunghezze d'onda che formano un
== Cianine per le biotecnologie ==
Le Cianine sono generalmente sintetizzate da 2, 3, 5 or 7 strutture di metini, con gruppi funzionali su uno od entrambi gli atomi di azoto delle catene, così da poter essere legati chimicamente agli [[acidi nucleici]] o alle [[proteine]]. La marcatura è effettuata con finalità di quantificazione o visualizzazione. Alcune applicazioni biologiche possibili includono l'ibridazione genomica comparativa, i [[Microarray di DNA|microarray]] usati in trascrittomica e vari studi applicati alla [[proteomica]], come ad esempio la localizzazione di RNA,<ref>{{
Le cianine sono disponibili con varie modificazione, come ad esempio provvisti di sostituenti [[metile|metilici]], [[etile|etilici]] o [[butile|butilici]], oppure con gruppi [[carbossilici]], acetilmetossilici o sulfurei (che donano idrofilicità alla molecola).<ref name="CYanine">[http://www.interchim.fr/ft/B/BB7493.pdf CYanine] dyes</ref>
{| class="wikitable sortable" style="margin-bottom: 10px;" border="1"
!Sonda
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! Em (nm)
!PM
! Resa quantica<br />
|-
|Cy2
| 489
| 506
|
| QY 0.12
|-
Riga 40:
| (512);550
| 570;(615)
|
| QY 0.15
|-
| Cy3B
| 558
| 572;(620)
|
| QY 0.67
|-
Riga 52:
| 581
| 594;(640)
|
| QY 0.15
|-
Riga 58:
| (625);650
| 670
|
| QY 0.27<ref name="Mujumdar_1993">{{
|-
| Cy5.5
| 675
| 694
|
| QY 0.28<ref>{{
|-
| Cy7
| 743
| 767
|
| QY 0.28
|}
Riga 76:
Em (nm): Lunghezza d'onda di emissione in [[Nanometro|nanometri]]
PM: [[Massa molecolare|Peso Molecolare]]
QY: [[Resa quantica|Resa quantica<br />]]
== Principali cianine ==
Le cianine (Cy) rimpiazzano efficacemente i coloranti convenzionali come la [[Fluoresceina]] (FITC) e la [[rodamina]] (TRITC, RRX), dimostrandosi più brillante e con una fluorescenza più stabile.
* Cy 3 e Cy5 sono i più adoperati, tipicamente sfruttati assieme per una rilevazione in
[[File:Cy3_Cy5_dyes.gif|destra|300x300px]]
'''Cy3''' fluoresce tra il giallo e il verde (~550 [[Nanometro|nm]] di eccitazione, ~570 nm di emissione), mentre '''Cy5''' è fluorescente nel rosso (~650 di eccitazione, 670 nm di emissione).<ref>{{
Cy5 è divenuto tanto popolare da rimpiazzare tutti i coloranti sul rosso-lontano grazie all'elevato coefficiente di estinzione molare (può essere rilevato fino ad 1nmol di campione ad occhio nudo su gel [[elettroforesi]]) e grazie al suo massimo di emissione nella regione rossa, dove molti CCD detector hanno il massimo di sensibilità e i campioni biologici hanno il minimo rumore di fondo.
Gli scanner hanno ora in uso laser a varie lunghezze d'onda (tipicamente 532 [[Metro|nm]] e 635 [[Metro|nm]]) e filtri per lunghezze d'onda (550-600 [[Metro|nm]] e 655-695 [[Metro|nm]]) per ridurre le contaminazione di fondo. Essi sono, dunque, in grado di distinguere facilmente i colori da Cy3 e da Cy5 e riescono anche a quantificare la marcatura di Cy3 e Cy5 in un campione (detection multiparametrica).
*
'''Cy3.5''' può rimpiazzare la SolfoRodamina 101.
'''Cy5.5''' è un colorante che emette nell'infrarosso-vicino (near-infrared) con un massimo di eccitazione/emissione intorno a 678/694 nm).
'''Cy7''' è un colorante infrarosso-vicino invisibile ad occhio nudo (Massimo di eccitazione/emissione a 750/776 nm).
''Solfo''–Cianine portano con sé generalmente uno o due gruppi sulfurei, in maniera tale da essere solubili in acqua. Esistono forme tri- e quadri-solfonati per applicazioni in cui è necessaria una maggiore [[solubilità]]. La [[PEGilazione]] è un'altra modificazione possibile che conferisce idrofilicità non solo alla molecola colorante, ma anche alla molecola marcata.
=== Nomenclatura e struttura ===
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=== Cy alternative ===
Sono stati sviluppati molti analoghi degli standard Cy 2 / 3 / 3.5 / 5 / 5.5 / 7 / 7.5, su cui sono presenti differenti modificazioni: coloranti [[Alexa Fluor]], coloranti [[Dylight, FluoProbes]], Sulfo-Cianine<ref>
=== Suscettibilità del Cy5 all'ozono ===
Nel 2003, i ricercatori della Inpharmatics e di [[Agilent Technologies|Agilent]] hanno pubblicato, sulla rivista ''[[Analytical Chemistry]]'', un articolo circa il fatto che i microarrays che sfruttavano Cy5 mostravano una qualità dei dati variabile in progressivo peggioramento, ciò a causa della presenza dell'[[ozono]] ambientale. L'esposizione a livelli di ozono superiori a 5-10 ppm per 10-30 secondi causava una caduta della riproducibilità dei dati acquisiti con Cy5-microarrays. Livelli di ozono ancora superiori (>100 ppb) causano danni anche su Cy3.<ref name="fare">{{Cita pubblicazione| autore = Fare TL, Coffey EM, Dai H, He YD, Kessler DA, Kilian KA, Koch JE, LeProust E, Marton MJ, Meyer MR, Stoughton RB, Tokiwa GY, Wang Y | titolo = Effects of atmospheric ozone on microarray data quality | rivista = Analytical Chemistry | volume = 75 | numero = 17 | data = Set 2003 | pp=4672-5|doi=10.1021/ac034241b|PMID=14632079}}
== Applicazioni ==
[[File:Gloeotrichia_in_Sytox.jpg|destra|miniatura|Un [[Cyanobacteria|cianobatterio]]
Le cianine sono adoperate per marcare proteine, [[anticorpi]], peptidi, sonde per acidi nucleici e qualsiasi altro tipo di biomolecola adoperata in varie tecniche di detection basate sulla fluorescenza, come ad esempio la [[citometria a flusso]], [[microscopia]] (principalmente nello spettro del visibile, ma anche in UV e IR), saggi in micropiastre, [[microarray]] e molto altro.
In esperimenti di microarray, il [[DNA]] o l'[[RNA]] può essere marcato sia con Cy3 sia con Cy5, in quanto portano il gruppo reattivo N-idrossisuccinimmidil [[estere]] (NHS-estere). Dal momento che questo gruppo reagisce senza difficoltà soltanto con [[ammine]] alifatiche, di cui gli acidi nucleici sono sprovvisti, è necessario modificare precedentemente il campione con gruppi amminoallilici. Questa operazione è effettuata incorporando nucleotidi modificati durante reazioni di amplificazione. Una buona resa è ottenuta quando si raggiunge una marcatura ogni 60 basi, poiché marker troppo vicini tra loro provocherebbero un effetto di [[Smorzamento (fluorescenza)|smorzamento]] del segnale (quenching effect).
Anche per questa operazione, come per gli acidi nucleici, la marcatura è possibile
Cy5 è sensibile ai campi elettrici, infatti può subire variazioni nell'emissione (sia in positivo, sia in negativo) a causa di conformazioni differenti della proteina a cui è legato (diversi gruppi carichi esposti). La velocità di questa variazione può essere misurata per la determinazione di parametri cinetici enzimatici, sfruttando esperimenti di [[Trasferimento di energia per risonanza|FRET]].
Cy3 e Cy5 sono adoperati in proteomica per marcare due campioni distinti e poterli mescolare, in maniera tale da poter condurre un unico esperimento e avere sempre i due campioni riconoscibili.<ref>{{Cita pubblicazione|autore = Unlü M, Morgan ME, Minden JS | titolo = Difference gel electrophoresis: a single gel method for detecting changes in protein extracts | rivista= Electrophoresis | volume = 18 | numero = 11 | pp = 2071-7 | data = Ott 1997 | doi=10.1002/elps.1150181133|PMID=9420172}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|autore= Osterman IA, Ustinov AV, Evdokimov DV, Korshun VA, Sergiev PV, Serebryakova MV, Demina IA, Galyamina MA, Govorun VM, Dontsova OA | titolo = A nascent proteome study combining click chemistry with 2DE | rivista = Proteomics | volume = 13 | numero = 1 | pp = 17-21 | data = Gen 2013 | doi=10.1002/pmic.201200393|url=https://www.cyandye.com/A_nascent_proteome_study_combining_click_chemistry_with_2DE.pdf|PMID=23161590|Copia archiviata|accesso=14 settembre 2017|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20150630075256/https://www.cyandye.com/A_nascent_proteome_study_combining_click_chemistry_with_2DE.pdf|dataarchivio=30 giugno 2015|urlmorto=sì}}</ref> Questa possibilità elimina la variabilità causata da differenti condizioni sperimentali, inevitabili quando si lanciano due esperimenti in tempi differenti. Questa variabilità generalmente impedisce l'uso di software automatici per l'acquisizione dei dati dopo l'esperimento, viceversa tramite questa marcatura l'automatizzazione diviene molto semplice.
== Note ==
<References />
== Altri progetti ==
{{interprogetto}}
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
{{Controllo di autorità}}
[[Categoria:Composti dell'ammonio quaternario]]
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