ICG

ICG，全称 Indocyanine Green，即吲哚菁绿，是一种带负电荷的，含有三甲川桥链的花青（菁）染料。ICG的分子量约776道尔顿（酸结构），化学结构是一种典型的对称型苯并吲哚类Cy染料，结构较疏水，但是带有两个磺酸根，具有一定的水溶性，可满足大部分生物学运用。ICG最早于1955年由柯达（胶卷）实验室开发出来用于近红外（near infrared， NIR）摄影，后来在1959年被FDA批准用于临床，因此ICG是一种拥有悠久使用历史、非常著名的近红外染料。ICG具有良好的生物安全性，体内药理学非常明确。静脉注射后，ICG可迅速与血浆蛋白结合，较少渗到血管外，可以显影血管。在体内，ICG不能被肝药酶代谢分解，但是可以被肝脏快速富集，通过胆道排出，在注射后约8分钟即在胆汁中出现。由于良好的使用记录，ICG和其衍生物在临床上被大量运用于显影，比如心脏泵流、肝功能监测、术后血管血液成影、胆囊和淋巴淋巴管成像等各种用途。

ICG参数表

	激发峰(Ex)	发射峰(Em)	消光系数(εmax)	量子产率(Φ)	水溶性(水)	脂溶性(氯仿)
ICG	786nm	820nm	232000	0.09
ICG羧酸	786nm	822nm	218000	0.04

ICG类化合物是一种近红外染料，在使用近红外（NIR）光（最佳激发波长在780 nm左右）激发后发出荧光，发射峰值为大约822 nm，可以使用专门近红外相机看见荧光。ICG染料的激发光和发射光都处于NIR区，这些长波长的近红外光有很多好处，比如组织穿透性很好，可以穿透肌体3-5厘米，同时在该光区，肌体组织包括血液的自带背景荧光很弱，干扰小，因此具有很好的成像灵敏度，这是ICG染料广泛运用的基础。但是，ICG染料的激发光处于可见光中红光的边缘（即近红外区），一般这种长波长的光源都很弱，比如常规的荧光显微镜卤素灯光源发出的780nm波长光的强度只有其发出的最强的蓝光和黄光的1/10，而共聚焦显微镜的气体放电管激光源更是没有匹配780nm波长的光源，ICG只能用激发效率很低的635nm和685nm激光束，大大降低了ICG染料在这类常规生物实验仪器上的灵敏度，因此除非在特殊配置或改装的荧光显微镜上，ICG染料很少用这些仪器进行细胞显微成像。利用配置有特殊光源和滤片的近红外成像仪器（IVIS动物成像仪，Odyssey NIR荧光扫描仪等），ICG才能被广泛运用于小动物或器官组织上的NIR荧光显影，比如上面所述的肝脏血管造影，小鼠体内的药物组织分布分析和凝胶条带显影等。

从化学结构来看，ICG染料是一种对称的花青类染料，是Cy7.5染料的类似物。在Cy7.5母核的基础上，在苯并吲哚的胺基上引入了四碳链磺酸，该磺酸官能团在生理pH条件下呈阴离子磺酸根状态，增加了ICG化合物的水溶性和负电性，有利于代谢。ICG的化学结构中没有可衍生的官能团，无法将ICG标记到其它分子或者纳米粒上，为此，科学研究者将ICG结构做了稍微变动，衍生出ICG COOH（ICG羧酸），该ICG羧酸可衍生出各种标记官能团，实现各种荧光染料标记和运用。相较于ICG，ICG羧酸的水溶性，特别是其衍生物，会弱一些，但是仍然比普通Cy7.5类染料要高，具有较大的运用空间。

ICG染料探针

ICG染料标记用试剂