Cyanine
সায়ানিন, যা টেট্রামাইথাইলিন্ডো (ডি)-কার্বোসায়ানিন নামেও পরিচিত, পলিমেথিন গোষ্ঠীর অন্তর্গত একটি সিন্থেটিক ডাই পরিবার। যদিও নামটি ব্যুৎপত্তিগতভাবে নীল রঙের ছায়াগুলির পদ থেকে উদ্ভূত হয়েছে, সায়ানিন পরিবারটি নিকটবর্তী আইআর থেকে ইউভি পর্যন্ত বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বর্ণালীকে আচ্ছাদন করে। রাসায়নিকভাবে, সায়ানিন দুটি নাইট্রোজেন পরমাণুর মধ্যে একটি সংযুক্ত ব্যবস্থা; প্রতিটি অনুরণন কাঠামোতে, ঠিক একটি নাইট্রোজেন পরমাণু একটি ইমিনিয়ামে জারিত হয়। সাধারণত, এগুলি একটি নাইট্রোজেনযুক্ত হেটেরোসাইক্লিক সিস্টেমের অংশ গঠন করে। সায়ানিন রঞ্জকের প্রধান প্রয়োগ জৈবিক লেবেলিং-এ হয়। তবুও, তাদের সংশ্লেষণ এবং ব্যবহার উভয়ের উপর একটি বিস্তৃত সাহিত্য রয়েছে এবং কিছু সিডি এবং ডিভিডি মিডিয়াতে সায়ানিন প্রচলিত। স্ট্রাকচার সায়ানাইনগুলিকে বিভিন্নভাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছেঃ স্ট্রেপ্টোসায়ানাইন বা ওপেন চেইন সায়ানাইনঃ আর2এন + = সিএইচ [সিএইচ = সিএইচ] এন-এনআর2 (আই) হেমিসায়ানাইনঃ আরিল = এন + = সিএইচ [সিএইচ = সিএইচ] এন-এনআর2 (আই) ক্লোজড চেইন সায়ানাইনঃ আরিল = এন + = সিএইচ [সিএইচ = সিএইচ] এন-এন = আরিল (আই) উপরন্তু, এই শ্রেণীগুলি স্বীকৃতঃ নিউট্রোসায়ানাইনঃ আর2এন + = সিএইচ [সিএইচ = সিএইচ] এন-সিএন এবং আর2এন + = সিএইচ [সিএইচ = সিএইচ] এন-সিএইচও মেরোসায়ানাইন সহ স্পাইরোপাইরান এবং কুইনোফথালোন। অ্যাপোসায়ানিন যেখানে দুটি কোয়াটারনারি নাইট্রোজেন একটি পলিমেথিন চেইন দ্বারা যুক্ত হয়। উভয় নাইট্রোজেনই স্বাধীনভাবে একটি হেটেরোঅ্যারোমেটিক অংশের অংশ হতে পারে, যেমন পাইরোল, ইমিডাজোল, থায়াজোল, পাইরিডিন, কুইনোলিন, ইন্ডোল, বেনজোথিয়াজোল ইত্যাদি। শিল্পে সায়ানিনগুলির ইতিহাস এবং ব্যবহার এক শতাব্দীরও বেশি আগে প্রথম সংশ্লেষিত হয়েছিল। এগুলি মূলত ফটোগ্রাফিক ইমুলশনের সংবেদনশীলতার পরিসীমা বাড়ানোর জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল এবং এখনও রয়েছে, অর্থাৎ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসীমা বাড়ানোর জন্য যা ফিল্মের উপর একটি চিত্র তৈরি করবে, যা ফিল্মকে প্যানক্রোমেটিক করে তুলবে। সিডি-আর এবং ডিভিডি-আর মিডিয়াতেও সায়ানিন ব্যবহার করা হয়। ব্যবহৃত রঙগুলি বেশিরভাগই সবুজ বা হালকা নীল রঙের এবং রাসায়নিকভাবে অস্থির। সেই কারণে, অস্থিতিশীল সায়ানাইন ডিস্কগুলি সংরক্ষণাগার সিডি এবং ডিভিডি ব্যবহারের জন্য অনুপযুক্ত। সাম্প্রতিক সায়ানিন ডিস্কগুলিতে স্থিতিশীল থাকে, সাধারণত সায়ানিন অণুর সাথে আবদ্ধ একটি ধাতব পরমাণু, যা অবক্ষয়কে উল্লেখযোগ্যভাবে ধীর করে দেয়। এই ডিস্কগুলি প্রায়শই 75 বছর বা তার বেশি সংরক্ষণাগার জীবনের সাথে রেট করা হয়। সিডি-আর-এ ব্যবহৃত অন্যান্য রঞ্জকগুলি হল থ্যালোসায়ানিন এবং অ্যাজো। জৈবপ্রযুক্তিতে ব্যবহার জৈবপ্রযুক্তিতে প্রয়োগের জন্য, বিশেষ সায়ানিন রঞ্জক 2,3,5 বা 7-মিথাইন কাঠামো থেকে সংশ্লেষিত হয় এবং নাইট্রোজেনের এক বা উভয় প্রান্তে প্রতিক্রিয়াশীল গোষ্ঠী থাকে যাতে সেগুলি রাসায়নিকভাবে নিউক্লিক অ্যাসিড বা প্রোটিন অণুর সাথে যুক্ত হতে পারে। লেবেলিং ভিজ্যুয়ালাইজেশন এবং কোয়ান্টিফিকেশনের উদ্দেশ্যে করা হয়। জৈবিক প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে তুলনামূলক জিনোমিক হাইব্রিডাইজেশন এবং জিন চিপস, যা ট্রান্সক্রিপ্টোমিক্স-এ ব্যবহৃত হয়, এবং প্রোটিওমিক্সের বিভিন্ন গবেষণা যেমন আরএনএ স্থানীয়করণ, ফ্লুরোসেন্স অনুরণন শক্তি স্থানান্তর (এফআরইটি) এবং ফ্লুরোসেন্ট ইমিউনোঅ্যাসেস দ্বারা আণবিক মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন। সায়ানিন রঞ্জক বিভিন্ন পরিবর্তনের সাথে পাওয়া যায় যেমন মিথাইল, ইথাইল বা বিউটাইল প্রতিস্থাপন, কার্বক্সিল, অ্যাসিটাইলমেথক্সি এবং সালফো গ্রুপ যা তাদের হাইড্রোফিলিসিটি পরিবর্তন করে। এক্স (এনএম): ন্যানোমিটারে উত্তেজনা তরঙ্গদৈর্ঘ্য এম (এনএম): ন্যানোমিটারে নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য মেগাওয়াটঃ আণবিক ওজন কিউওয়াইঃ কোয়ান্টাম ফলন * সান্দ্রতা, তাপমাত্রা এবং জৈব আণবিক মিথস্ক্রিয়ার উপর দৃঢ়ভাবে নির্ভর করে। সাধারণ সায়ানিন রঞ্জক এবং তাদের ব্যবহার যেহেতু তারা উজ্জ্বল এবং আরও স্থিতিশীল ফ্লুরোসেন্স দেয়, তাই সায়ানিনগুলি সুবিধাজনকভাবে প্রচলিত রঞ্জক যেমন ফ্লুরোসিন এবং রোডামাইনকে প্রতিস্থাপন করতে পারে। Cy3 এবং Cy5 সবচেয়ে জনপ্রিয়, সাধারণত 2টি রঙ সনাক্তকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়। Cy3 সবুজ হলুদ ফ্লুরোসেস করে (~ 550 এনএম উত্তেজনা, ~ 570 এনএম নির্গমন), যেখানে Cy5 দূর-লাল অঞ্চলে ফ্লুরোসেন্ট হয় (~ 650 উত্তেজনা, 670 এনএম নির্গমন)। টেট্রামাইথিলহোডামাইন (টিআরআইটিসি)-এর জন্য স্ট্যান্ডার্ড ফিল্টার সহ বিভিন্ন ফ্লুরোমিটার, ইমেজার এবং মাইক্রোস্কোপ দ্বারা সাই3 সনাক্ত করা যেতে পারে। এর উচ্চ মোলার বিলুপ্তি সহগের কারণে, এই রঙটি ইলেক্ট্রোফোরেসিস জেল এবং দ্রবণে খালি চোখে সহজেই সনাক্ত করা যায়। উচ্চ বিলুপ্তি সহগ (খালি চোখে জেল ইলেক্ট্রোফোরেসিসে 1 ন্যানোমলের মতো ছোট সনাক্ত করা যায়) এবং লাল অঞ্চলে এর ফ্লুরোফোর নির্গমন সর্বাধিক হওয়ার কারণে Cy5 সুদূর লাল ফ্লুরোসেন্ট রঞ্জকের জন্য একটি জনপ্রিয় প্রতিস্থাপন হয়ে ওঠে, যেখানে অনেক সিসিডি ডিটেক্টরের সর্বাধিক সংবেদনশীলতা থাকে এবং জৈবিক বস্তুগুলি কম পটভূমি হস্তক্ষেপ দেয়। স্ক্যানারগুলি প্রকৃতপক্ষে বিভিন্ন লেজার নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য (সাধারণত 532 এনএম এবং 635 এনএম) এবং ফিল্টার তরঙ্গদৈর্ঘ্য (550-600 এনএম এবং 655-695 এনএম) ব্যবহার করে পটভূমি দূষণ এড়াতে। এইভাবে তারা সহজেই Cy3 এবং Cy5 থেকে রঙগুলি আলাদা করতে সক্ষম হয় এবং একটি নমুনায় (মাল্টিপ্যারামেট্রিক সনাক্তকরণ) Cy3 এবং Cy5 লেবেলিংয়ের পরিমাণও পরিমাপ করতে সক্ষম হয়। অন্যান্য সায়ানিন রঞ্জকগুলি কার্যকরঃ Cy3.5 সালফো-রোডামাইন 101 প্রতিস্থাপন করতে পারে। Cy5.5 হল একটি নিকট-ইনফ্রারেড (আইআর) ফ্লুরোসেন্স-নির্গমনকারী রঞ্জক (উত্তেজনা/নির্গমন সর্বাধিক 678/694 এনএম)। Cy7 হল একটি নিকট-IR ফ্লুর যা খালি চোখে অদৃশ্য (উত্তেজনা/নির্গমন সর্বাধিক 750/776 nm)। এটি ভিভো ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনের পাশাপাশি Cy7.5 ডাইতেও ব্যবহৃত হয়। সালফো-সায়ানিন রঞ্জক এক বা দুটি সালফো গ্রুপ বহন করে, যা সাই ডাইকে জলে দ্রবণীয় করে তোলে, তবে ট্রাই-এবং চতুর্ভুজ-সালফোনেটেড রূপগুলি আরও বেশি জলের দ্রবণীয়তার জন্য উপলব্ধ। পেগিলেশন হল আরেকটি পরিবর্তন যা হাইড্রোফিলিসিটি প্রদান করে, শুধুমাত্র রঞ্জককে নয়, লেবেলযুক্ত কনজুগেটকেও। নামকরণ এবং কাঠামো Cy3 এবং Cy5 নামকরণ প্রথম আর্নস্ট এট আল দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল। 1989 সালে, এবং এটি অ-মানক কারণ এটি তাদের রাসায়নিক কাঠামোর কোনও ইঙ্গিত দেয় না। মূল কাগজে সংখ্যাটি মেথিনের গণনা নির্দিষ্ট করে (যেমন দেখানো হয়েছে), এবং পাশের চেইনগুলি অনির্দিষ্ট ছিল। এই অস্পষ্টতার কারণে সাহিত্যে বিভিন্ন কাঠামোকে Cy3 এবং Cy5 হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছে। আর গ্রুপগুলি অভিন্ন হতে হবে না। ব্যবহৃত রঞ্জকগুলিতে এগুলি ছোট অ্যালিফ্যাটিক চেইন যা একটি বা উভয়ই এন-হাইড্রক্সিসুসিনিমাইড বা ম্যালিমাইডের মতো অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল অংশে শেষ হয়। বিকল্পগুলি বিভিন্ন পরিবর্তন ব্যবহার করে স্ট্যান্ডার্ড Cy2/3/5/5/5/5/5/7/7.5 রঞ্জকের অনেক অ্যানালগ তৈরি করা হয়েছিলঃ আলেক্সা ফ্লোর ডাই, ডাইলাইট, ফ্লুওপ্রোবস ডাই, সালফো সাই ডাই, সেটা ডাই, সায়ানিন টেকনোলজিস থেকে আইআরআইএস ডাই এবং অন্যান্যগুলি বেশিরভাগ জৈব রাসায়নিক প্রয়োগে সাই রঞ্জকের সাথে বিনিময়যোগ্যভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, দ্রবণীয়তা, ফ্লুরোসেন্স বা ফটোস্টেবিলিটি উন্নত করার দাবি সহ। যদিও স্ট্যান্ডার্ড সি. আই সিরিজের রঞ্জকের পেটেন্ট সুরক্ষা শেষ হয়ে গেছে, ট্রেডমার্কযুক্ত সি. আই নামকরণ এখনও বহাল রয়েছে। ফলস্বরূপ, যে রঙগুলি সাই রঞ্জকের অনুরূপ, কিন্তু বিভিন্ন নামে পরিচিত, সেগুলি এখন বিক্রি করা হয়। বিভিন্ন ফ্লুরোসেন্স সনাক্তকরণ কৌশলে প্রোটিন, অ্যান্টিবডি, পেপটাইড, নিউক্লিক অ্যাসিড প্রোব এবং যে কোনও ধরনের অন্যান্য জৈব অণুগুলিকে লেবেল করার জন্য সায়ানিন রঞ্জক ব্যবহার করা হয়ঃ ফ্লো সাইটোমেট্রি, মাইক্রোস্কোপি (প্রধানত দৃশ্যমান পরিসীমা, তবে ইউভি, আইআর), মাইক্রোপ্লেট অ্যাসেস, মাইক্রোএরে, পাশাপাশি "লাইট-আপ প্রোব" এবং ভিভো ইমেজিং। নিউক্লিক অ্যাসিড লেবেলিং মাইক্রো অ্যারে পরীক্ষায় ডি. এন. এ বা আর. এন. এ-কে সাই3 বা সাই5 দিয়ে লেবেল করা হয় যা একটি এন-হাইড্রক্সাইসুকিনিমিডাইল এস্টার (এন. এইচ. এস-এস্টার) প্রতিক্রিয়াশীল গোষ্ঠী বহন করার জন্য সংশ্লেষিত করা হয়েছে। যেহেতু এনএইচএস-এস্টাররা কেবলমাত্র নিউক্লিক অ্যাসিডের অভাবযুক্ত অ্যালিফ্যাটিক অ্যামাইন গ্রুপের সাথে সহজেই প্রতিক্রিয়া দেখায়, তাই নিউক্লিওটাইডগুলিকে অ্যামিনোঅ্যালিল গ্রুপের সাথে পরিবর্তন করতে হয়। সংশ্লেষণ প্রতিক্রিয়ার সময় অ্যামিনোঅ্যালিল-পরিবর্তিত নিউক্লিওটাইডগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করার মাধ্যমে এটি করা হয়। একটি ভাল অনুপাত হল প্রতি 60টি বেসে এমন একটি লেবেল যাতে লেবেলগুলি একে অপরের খুব কাছাকাছি না থাকে, যার ফলে প্রশমন প্রভাব দেখা দেয়। প্রোটিন লেবেলিং প্রোটিন লেবেলিংয়ের জন্য, Cy3 এবং Cy5 রঞ্জক কখনও কখনও অ্যামাইনের সাথে বিক্রিয়া করার জন্য একটি সাক্সিনিমিডাইল গ্রুপ বহন করে, অথবা সিস্টিনের অবশিষ্টাংশের সালফহাইড্রিল গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করার জন্য একটি ম্যালিমাইড গ্রুপ বহন করে। Cy5 তার বৈদ্যুতিন পরিবেশের প্রতি সংবেদনশীল। এটি যে প্রোটিনের সাথে সংযুক্ত থাকে তার গঠনের পরিবর্তনগুলি নির্গমনের বর্ধন বা প্রশমন ঘটাবে। এনজাইম কাইনেটিক প্যারামিটার নির্ধারণের জন্য এই পরিবর্তনের হার পরিমাপ করা যেতে পারে। রঙগুলি এফ. আর. ই. টি পরীক্ষায় অনুরূপ উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রোটিওমিক্স পরীক্ষায় Cy3 এবং Cy5 ব্যবহার করা হয় যাতে দুটি উৎস থেকে নমুনা মিশ্রিত করা যায় এবং পৃথকীকরণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে একসাথে চালানো যায়। এটি বিভিন্ন পরীক্ষামূলক অবস্থার কারণে বৈচিত্র্য দূর করে যা অনিবার্য যদি নমুনাগুলি আলাদাভাবে চালানো হয়। এই বৈচিত্রগুলি বিচ্ছিন্নকরণ সম্পূর্ণ হওয়ার পরে তথ্য অধিগ্রহণ স্বয়ংক্রিয় করার জন্য কম্পিউটার ব্যবহার করা অসম্ভব না হলেও অত্যন্ত কঠিন করে তোলে। এই রঙগুলির ব্যবহার স্বয়ংক্রিয়করণকে তুচ্ছ করে তোলে। সায়ানিন শব্দটি ইংরেজি শব্দ "সায়ান" থেকে এসেছে, যার প্রচলিত অর্থ হল নীল-সবুজ রঙের ছায়া ("অ্যাকোয়া"-র কাছাকাছি) এবং গ্রীক/কায়ানোস/কায়ানোস থেকে উদ্ভূত যার অর্থ কিছুটা ভিন্ন রঙঃ "গাঢ় নীল"। তথ্যসূত্র বাহ্যিক সংযোগ কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম যৌগ