本质上,有机染料的特征在于源自在整个生色团上离域的光学跃迁或源自分子间电荷转移跃迁(从激发电子态的分子内电荷转移)的发射。在这里,表现出源自在整个生色团上离域的光学跃迁的发射的染料被称为共振染料(介观染料),而后者被称为CT染料(电荷转移染料)。花青、罗丹明和荧光素是一些最常见的共振染料,其特点是窄的吸收和发射带(略微结构化),往往相互镜像,以及小的、对溶剂极性不敏感的斯托克斯位移。另一方面,CT染料包括香豆素和丹磺酰荧光团等染料,其特点是与共振染料相比,吸收和发射带结构无结构,分离良好,以及更大的斯托克斯位移。同样,与共振染料相比,CT染料具有更小的摩尔吸收系数和荧光量子产率。对于共振和CT荧光染料,在结构-性质关系众所周知的情况下,可以通过精心设计的策略来微调光谱性质。异硫氰酸荧光素(FITC) 是一种有机荧光染料,目前,这种荧光染料仍用于免疫荧光和流式细胞术中。光敏剂荧光染料ICG
为什么要使用荧光染料?虽然不同的染色技术(即考马斯染色、银染色、荧光染色)可用于可视化凝胶电泳分离的蛋白质,但使用荧光染料具有其独特的优势。他们提供:高灵敏度:对于大多数分析物,荧光测量的灵敏度比吸光度测量高1000倍,即使在使用小样本时也可以令人满意地达到ppt(万亿分之一)的检测限。宽线性动态范围。输出与样品浓度成正比。低干扰:由于吸收光的材料数量众多,分光光度测量通常会遇到干扰问题。在进行荧光测量时不会遇到这个问题,因为只有少数材料具有荧光能力。高通量:荧光测量具有简单而强大的协议,并且可以自动化用于高通量应用。吉林深圳荧光染料Hoechst 33342是一种可透过细胞膜并对DNA染色的细胞核染色试剂,它在嵌入双链DNA后释放强烈的蓝色荧光。
SuperFluor活化酯(与Invitrogen的AlexaFluor活化酯完全相同)SuperFlour系列荧光探针,具有更强的荧光强度,更广的pH应用范围(pH4~10),更好的抗淬灭性。在生物荧光领域已逐渐替代FITC,Cy3,Cy5,Cy5.5,Cy7等荧光染料。1.标记效率低——计算结果显示每摩尔145,000MW的蛋白标记的荧光团少于4mol有以下原因:1)缓冲液中含有痕量伯铵成分,与染料反应降低了标记效率。如果蛋白已经溶于含氨基的缓冲液(如Tris或氨基乙酸),标记前用PBS透析。2)蛋白含量较低(≤1mg/mL)会影响标记效率。3)标记步骤中加入碳酸氢钠的作用是将反应混合物的pH升高至~8,因为在弱碱性环境中标记反应的效率比较高。如果蛋白溶液的缓冲范围在低pH,加入重碳酸盐也无法将pH调节至**适水平。要么加大重碳酸盐的量,要么将缓冲液换成PBS,或用0.1M碳酸氢钠透析等。4)研究显示pH升至9.0~9.4,标记效率和标记速度(只需10min)明显改善。5)不同抗体与荧光团的反应速率不同,染料标记后保留的生物活性程度也不同,因此标准步骤也不是总有比较好的标记结果。为增加标记率,可以对同一样品进行再标记,或减少蛋白的量加大染料的量重新标记。有研究者在室温孵育1小时后再4℃孵育过夜,情况有所改善。
PI是一种可对DNA染色的细胞核染色试剂,它在嵌入双链DNA后释放红色荧光。常用于细胞凋亡(apoptosis)或细胞坏死(necrosis)的检测,常用于流式细胞仪分析。尽管PI不能通过活细胞膜,但却能穿过破损的细胞膜而对核染色。PI经常被用来与Calcein,AM、Hoechst33258或Hoechst33342等一起使用,能同时对活细胞和死细胞染色。PI-DNA复合物的激发和发射波长分别为535nm和615nm。2.染色过程(1)将1/10培养基体积的PI染色液加入到细胞培养基中(也可以用1/10浓度的PI缓冲液代替培养基)。(2)在37℃培养细胞10~20分钟。(3)用PBS或合适的缓冲液洗涤细胞两次。(4)用535nm激发波长,615nm发射波长的滤光器的荧光显微镜观察细胞。储存条件:-20℃干燥避光保存,有效期一年。注意事项:PI对人体有刺激性,请注意适当防护。与花青和罗丹明染料一样,荧光素也是一种有机染料。
1.DiD,DiO,DiI,DiR和DiS细胞膜染色液制备(1)配置DMSO或EtOH储存液:储存液用DMSO或EtOH配置浓度1~5mM。注意:未使用的储存液保存在-20°C,避免反复冻融。(2)工作液制备:用合适的缓冲液(如:无血清培养基,HBSS或PBS)稀释储存液,配制浓度为1~5µM的工作液。注意:工作液的**终浓度是根据不同细胞和实验的经验来配制。可以从推荐浓度的十倍以上寻找比较好条件。
2.悬浮细胞染色(1)悬浮细胞密度为1×106/mL加入到工作液中。(2)在37℃培养细胞2~20分钟,不同的细胞比较好培养时间不同。(3)染色细胞试管在1000~1500转离心5分钟。(4)倾倒上清液,再次缓慢加入预温37℃的培养液。(5)重复(3),(4)步骤两次以上。 DiR的红外荧光可以穿透细胞和组织,在小动物成像中用来示踪。山西杭州荧光染料
吲哚菁绿在生物识别和药物输送方面也有广泛的应用。光敏剂荧光染料ICG
染料DiI, DiO, DiD 和 DiR是一类亲脂性荧光染料家族,用于标记细胞膜和疏水性组织。这是一类环境敏感型荧光染料,当它们与膜结合或者与亲脂性生物分子(例如蛋白质,虽然在水中其荧光强度很弱)结合时,其荧光强度***增强。它们具有很高的淬灭系数,偏光依赖性和很短的激发寿命。一旦应用于细胞中,这种染料会在细胞内质膜中逐步扩散,导致在其比较好浓度条件下,将整个细胞染色。它们不同的荧光颜色:DiI(橙色荧光)、DiO(绿色荧光)、DiD(红色荧光)、DiR(深红色荧光),为活细胞多色彩荧光成像分析和流式细胞术提供了一种便捷的工具。DiO和DiI可以分别与标准的FITC和TRITC滤光器一同使用。其中,DiO可以被633 nm He-Ne激光激发,并且具有比DiI更长的激发和发射光波长,为标记细胞和组织的那些本身就具有本底荧光的染料提供了非常***的替代品。DiR在***成像或者示踪中非常有用,因为它们所发射的红外光可以高效地穿过细胞和组织,并且在红外光范围内,其本底荧光水平很低。光敏剂荧光染料ICG