综述：聚甲炔菁类染料的合成与生物应用研究进展

（编辑推荐）本综述系统梳理了聚甲炔菁染料（Cy3/Cy5/Cy7等）的合成策略与生物应用突破，重点阐释了可见光/自由基（ROS）激活的"伪三聚化"胞内合成新技术，揭示了其荧光成像（FLI）、光疗及多模态诊疗中的结构-活性关系（SAR），为科研转化提供关键理论支撑。

　　

Abstract
聚甲炔菁染料（Polymethine cyanines）因其优异的光学性能和可修饰性，在生物成像与光疗领域取得突破性进展。近年来，通过创新合成策略和功能化改造，这类染料的应用边界被不断拓展。

典型染料的合成进展
以Cy3、Cy5、Cy7为代表的聚甲炔菁染料，其合成核心在于甲炔链长度的精准调控。传统方法通过吲哚盐与戊二烯醛缩合构建共轭骨架，而新型"伪三聚化"（pseudo-trimerization）技术仅需单一外源性前体，在可见光、自由基或活性氧（ROS）激活下即可实现胞内原位合成。这种时空可控的合成方式显著提升了染料在活体中的靶向性。

功能化策略与构效关系
染料的性能优化聚焦三个维度：

1. 共轭延伸：通过增加甲炔链（-CH=）_n数量将吸收/发射波长红移至近红外区（NIR, 700-1700 nm），显著提升组织穿透深度；
2. 侧链工程：磺酸基（-SO₃H）修饰增强水溶性，聚乙二醇（PEG）化延长血液循环半衰期；
3. 靶向修饰：整合RGD肽、叶酸等配体实现肿瘤特异性蓄积。

生物医学应用全景
荧光成像：Cy5.5标记的抗体探针可实现血管内皮生长因子（VEGF）的亚细胞定位；
光疗：Cy7-Cl通过I型/II型光动力反应（PDT）产生活性氧，消融耐药性肿瘤；
多模态诊疗：核素⁶⁴Cu标记的Cy7.5实现了荧光-正电子发射断层扫描（FLI-PET）双模态引导的手术导航。

挑战与展望
尽管取得进展，染料的代谢清除机制和长期生物相容性仍需深入研究。未来通过人工智能辅助分子设计，或将诞生具有按需激活特性的"智能型"菁染料。