Cyanine

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un exemple de cyanine.

Les cyanines sont le nom non-systématique d'une famille de marqueurs synthétiques appartenant au groupe des polyméthines. Les cyanines ont de nombreuses utilisations comme marqueurs fluorescents, particulièrement en imagerie biomédicale. Selon la structure, elles couvrent un spectre allant de l'IR à l'UV.

Les cyanines furent à l'origine utilisées, et le sont toujours, pour augmenter la gamme de sensibilité des absorptions de photons, i.e., pour augmenter la gamme de longueur d'ondes qui formera une image sur le film. Les cyanines sont aussi utilisées dans les CD-R et DVD-R. Celles utilisées sont principalement de couleurs verte ou bleu clair, et sont chimiquement instables. Cela rend les cyanines incompatibles avec une utilisation d'archivage sur CD et DVD, étant donné qu'elles s'affaiblissent et deviennent illisibles après quelques années (cependant, de récents disques de cyanine contiennent un stabilisant qui ralentit significativement la détérioration du signal).

Les cyanines furent synthétisées pour la première fois il y a plus d'un siècle, et elles sont traitées dans un très grand nombre d'articles.

Structure[modifier | modifier le code]

The cyanines:
I = streptocyanines,
II = hémicyanines,
III = cyanines à chaîne fermée

il y a trois types de cyanines:

  • streptocyanines ou cyanines à chaîne ouverte:
R2N+=CH[CH=CH]n-NR2 (I)
  • hémicyanines:
Aryl=N+=CH[CH=CH]n-NR2 (II)
  • cyanines à chaîne fermée[1]:
Aryl=N+=CH[CH=CH]n-N=Aryl (III)

où 2 atomes d'azote sont liées par une chaîne de polyméthine[2]. Chaque atome d'azote fait indépendamment partie d'un fragment hétérocyclique, tels que les pyrroles, les imidazoles, les thiazoles, les pyridines, les quinolines, les indoles, les benzothiazoles, etc.

Cy3 et Cy5[modifier | modifier le code]

formule plane des cyanines Cy3 et Cy5.

Les Cy3 et Cy5 sont des familles de marqueurs fluorescents solubles dans l'eau de la famille des cyanines, qui servent à la visualisation et à la quantification d'acides nucléiques et de protéines. Les marqueurs Cy3 sont rouges (excitation à ~550 nm, émission à ~570 nm et apparaissent vertes), alors que les Cy5 sont fluorescents dans le rouge (~650/670 nm) mais absorbent dans l'orange (~649 nm)[3],[4]. Ces cyanines sont habituellement synthétisées avec des groupes réactifs positionnés soit sur la chaîne latérale d'un des azotes, soit sur les deux chaînes latérales. Elles peuvent donc se lier chimiquement avec des molécules d'acides nucléiques ou des protéines. Elles sont utilisées dans une très large variété d'applications biologiques incluant l'hybridation génomique comparative et les puces à ADN, qui sont utilisées en transcriptomique. Elles sont également utilisées pour marquer les protéines et les acides nucléiques pour différentes études incluant la protéomique et la localisation d'ARN[5].

La société PerkinElmer est aujourd'hui le seul producteur industriel de Cy3 et Cy5. Celles-ci sont ensuite distribuées aux autres sociétés utilisant ou fournissant ces cyanines dans le commerce.

Caractéristiques spectrales[modifier | modifier le code]

La Cy3 est excitée de façon maximale à 550 nm et émet de façon maximale à 570 nm, dans le spectre orange-rouge. M=766.

la Cy5 est excitée de façon maximale à 649 nm et émet de façon maximale à 670 nm, dans le spectre infrarouge. M=792.

Alternatives aux marqueurs Cy[modifier | modifier le code]

Alexa Fluor dyes, FluoProbes dyes, Dylight, Seta dyes, SeTau dyes, SRfluor dyes et Square dyes peuvent être substitués aux cyanines dans la plupart des applications.

Voir également[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. Johannes, H.H.: Cyanine: Direkte Funktionalisierung, Oligomerisierung, linear und nichtlinear optische Eigenschaften, Dissertation TU Braunschweig, 2000
  2. (en) Ernst LA, Gupta RK, Mujumdar RB, Waggoner AS, « Cyanine dye labeling reagents for sulfhydryl groups », Cytometry, vol. 10, no 1,‎ janvier 1989, p. 3–10 (PMID 2917472, DOI 10.1002/cyto.990100103)
  3. (en) Matthew Hannah, « Cy3 Cy5 mixup » (consulté le 2010-03-31)
  4. (en) Jackson ImmunoResearch, « Cyanine Dyes (Cy2, Cy3, and Cy5) » (consulté le 2008-10-31)
  5. (en) Blower MD, Feric E, Weis K, Heald R, « Genome-wide analysis demonstrates conserved localization of messenger RNAs to mitotic microtubules », The Journal of cell biology, vol. 179, no 7,‎ décembre 2007, p. 1365–73 (PMID 18166649, PMCID 2373496, DOI 10.1083/jcb.200705163, lire en ligne)