在1990年代***使用的綠色熒光蛋白（從水母維多利亞水母克隆）及其衍生物（例如藻紅藍蛋白、藻膽蛋白和藻紅蛋白等）是當(dāng)今生物學(xué)研究中**常用的一些生物熒光團。雖然熒光團可用于在細胞、細菌和各種***中表達質(zhì)粒，但它們的使用有一些缺點，即它可能很耗時，并且在融合時還能夠改變某些細胞蛋白的正常生物學(xué)功能。此外，與許多其他熒光團相比，生物熒光團的光穩(wěn)定性和靈敏度較低。綠色熒光蛋白(GFP)綠色熒光蛋白是當(dāng)下流行的生物熒光團之一，由238個氨基酸組成，其中三個負責(zé)發(fā)出可見綠色熒光的結(jié)構(gòu)。在水母本身中，熒光團與水母發(fā)光蛋白（一種蛋白質(zhì)）相互作用，當(dāng)添加鈣時會發(fā)出藍光。通過DNA重組，研究人員可以使用負責(zé)產(chǎn)生蛋白質(zhì)的基因來研究給定的基因和蛋白質(zhì)。在這里，在將復(fù)合物插入細胞之前，該基因與另一個基因（負責(zé)產(chǎn)生所需蛋白質(zhì)的第二個基因）結(jié)合。如果細胞產(chǎn)生綠色熒光，研究人員就可以明顯看出該細胞能夠表達目標(biāo)基因。GFP由488nm激光線激發(fā)，可在510nm處檢測。來自熒光團的微弱信號可以使用抗GFP抗體放大。作為生物標(biāo)記物，綠色熒光蛋白用于以下功能：監(jiān)測各種生理過程*識別蛋白質(zhì)定位*檢測轉(zhuǎn)基因表達熒光素的衍生物包括異硫氰酸熒光素、俄勒岡綠和羧基萘并熒光素等。納米熒光染料Fluor 647

溫度高溫可能會導(dǎo)致熒光染料的穩(wěn)定性下降。例如，在55℃條件下放置5d后，分散熒光染料色漿的粒徑有所增加1。對于殼聚糖衍生物，雖然染料的取代對其熱穩(wěn)定性影響較小，但特征分解溫度仍會因染料的不同而有幾度的變化（小于10°C）2。光照紫外光對熒光染料的破壞較大。半花菁熒光染料反式-4-[對-(N,N-二乙醇胺)苯乙烯基]-N-乙基吡啶溴化鹽（DHEASPBr-C2）在紫外光下更容易受到破壞，兩種染料均不同程度地產(chǎn)生一些光降解產(chǎn)物35。量子點作為穩(wěn)定的熒光標(biāo)記，與其他有機染料（尼羅紅和DiI）相比，在連續(xù)激光照射下具有更高的穩(wěn)定性10。四、納米材料封裝納米材料封裝在熒光染料周圍可以提供保護層，從而提高熒光染料的穩(wěn)定性。例如，用二氧化硅納米粒子封裝1,1'-diOctadeCyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanine（DIL）合成的納米顆粒（SIDIL），在200W的鹵素?zé)粝螺椛?0分鐘后，與裸稀染料相比，吸光度強度更穩(wěn)定，表明Si納米顆粒包封改善了光穩(wěn)定性性能7。安徽熒光染料脂質(zhì)D-熒光素鉀鹽南京星葉生物科技有限公司。

第二種***使用的DNA染色方法是Hoechst染料，**初由化學(xué)公司HoechstAG生產(chǎn)。Hoechst33258、Hoechst33342和Hoechst34580都是鄰苯二甲酰亞胺，具有向A-T富集區(qū)插入的趨勢，因此后者不常使用。與DAPI相似，此類染料受到紫外線激發(fā)并在455nm下發(fā)射比較大值，在無結(jié)合狀態(tài)下變?yōu)?10–540nm。Hoechst染料還具有細胞滲透作用，因此可用于固定細胞和活細胞。與DAPI不同是，Hoechst染料毒性更低。DNA染色劑碘化丙啶無法透過細胞膜。在細胞培養(yǎng)中，因為該染色劑無法進入完好的細胞內(nèi)，所以常常被用來區(qū)分活細胞和死細胞。碘化丙啶也是一種結(jié)合劑，但對不同的堿基沒有特異性。在核酸結(jié)合態(tài)下，其比較大激發(fā)波長為538nm，比較高發(fā)射波長為617nm。未結(jié)合狀態(tài)下碘化丙啶的比較大激發(fā)和發(fā)射被移到較短的波長和較弱的強度。它也可以在不改變其熒光特性的情況下與RNA結(jié)合。要區(qū)分DNA和RNA，必須使用足夠的聚合酶。

熒光染料在動物成像中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。以下將詳細闡述其在不同方面的具體作用。幫助闡明生物過程：熒光染料標(biāo)記的氧化鐵磁性納米顆粒（MNP）在闡明生物過程方面具有很大的幫助1。例如，通過對小鼠施用雙重?zé)晒馊玖蠘?biāo)記的MNP，可以研究熒光檢測在多大程度上反映其在生物動物體內(nèi)的命運。在小鼠施用后的一天，附著在**上的染料的熒光非常突出，并且在肝臟和脾臟中增加，這有助于了解MNP在動物體內(nèi)的分布和代謝情況。研究動物纖維結(jié)構(gòu)：熒光顯微鏡結(jié)合熒光染料可用于研究各種動物纖維的結(jié)構(gòu)。對羊毛、馬海毛、駱駝毛、牛尾和馬尾纖維等進行染色后，比其他染色方法能顯示出更多的細節(jié)。基本染料可染色正皮質(zhì)，酸性染料可染色副皮質(zhì)2。作為神經(jīng)標(biāo)志物：利用神經(jīng)特異性熒光劑作為動物的神經(jīng)標(biāo)志物用于指導(dǎo)手術(shù)操作，可降低術(shù)中神經(jīng)損傷的發(fā)生率。例如，一系列(惡)嗪衍生物熒光染料YQN-3至YQN-6可突出大鼠的周圍神經(jīng)結(jié)構(gòu)，其中YQN-3在NIR附近具有發(fā)射峰值，靜脈注射4小時后在臂叢神經(jīng)和坐骨神經(jīng)中顯示出高特異性神經(jīng)靶向信號，在甲狀腺切除術(shù)中能精細定位并識別出喉返神經(jīng)，從而保留神經(jīng)的完整性35。電壓敏感型熒光染料標(biāo)記機制。

熒光染料的作用過程吸收激發(fā)光：當(dāng)熒光染料暴露在特定波長的激發(fā)光下時，染料分子中的電子吸收光子的能量，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。這個過程非常迅速，通常在飛秒到皮秒的時間尺度內(nèi)完成25。激發(fā)態(tài)的電子弛豫：處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，會通過各種方式釋放能量，回到基態(tài)。這個過程包括內(nèi)部轉(zhuǎn)換和振動弛豫等。內(nèi)部轉(zhuǎn)換是指激發(fā)態(tài)的電子通過無輻射躍遷的方式回到能量較低的激發(fā)態(tài)，而振動弛豫則是指激發(fā)態(tài)的電子通過與周圍分子的碰撞等方式，將多余的能量轉(zhuǎn)化為分子的振動能，從而使電子處于激發(fā)態(tài)的比較低振動能級35。發(fā)射熒光：當(dāng)激發(fā)態(tài)的電子回到基態(tài)時，會發(fā)射出熒光。熒光的波長通常比激發(fā)光的波長更長，這是因為在發(fā)射熒光的過程中，電子釋放的能量一部分以熱能的形式散失，導(dǎo)致發(fā)射的光子能量較低，波長較長。D-熒光素鉀鹽是熒光素酶的水溶性底物，存在于多種發(fā)光生物體中。貴州熒光染料熒光素酶

Super Flour 系列在生物熒光領(lǐng)域已逐漸替代FITC,Cy3, Cy5, Cy5.5, Cy7等熒光染料。納米熒光染料Fluor 647

結(jié)構(gòu)修飾以適應(yīng)不同條件增強對特定生物標(biāo)志物的敏感性：Lysophosphatidicacids(LPA)是幾種生理過程的關(guān)鍵生物標(biāo)志物。為了更好地檢測LPA，合成了帶有結(jié)構(gòu)適應(yīng)性的苯乙烯基吡啶鎓染料，通過詳細研究結(jié)構(gòu)對聚集誘導(dǎo)熒光猝滅程度的影響，使其在水性介質(zhì)中對LPA具有增強的親和力。光譜研究結(jié)合時間分辨熒光測定揭示了激基締合物形成對熒光探針的熒光猝滅機制的貢獻。DFT計算支持了結(jié)構(gòu)對檢測靈敏度影響的實驗觀察22。改變供、吸電子基團：二胺基二苯甲酸酯（DAT）具有雙重推拉電子結(jié)構(gòu)、分子內(nèi)氫鍵，使其具有優(yōu)異的熒光特性。通過改變DAT的供、吸電子基團可以改變單苯環(huán)熒光染料的熒光發(fā)光行為。例如，在供電子基團上引入氧原子或在胺基上引入吸電子的單、雙Troc基團，降低供電子能力，使得染料熒光光譜藍移?；衔?、7、8用于化學(xué)變色熒光墨水，在書寫中可以實現(xiàn)顏色從橙黃色依次到黃綠色、無色的轉(zhuǎn)變29。綜上所述，通過引入特定基團、調(diào)整結(jié)構(gòu)、定制染料、優(yōu)化合成方法以及進行結(jié)構(gòu)修飾等方式，可以有效地改變熒光染料的分子結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化其性能，滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求。納米熒光染料Fluor 647