化学稳定性方面的差异芳香环融合BOPHYs:具有6,5,6,6,5,6-六环稠合环的新型红色α-苯并稠合BOPHY和具有5,5,6,6,5,5-六环稠合环的β-噻吩稠合BOPHY,与母体BOPHY相比,具有很高的化学稳定性1116。这些染料通过多种表征手段,如NMR光谱、HRMS、X射线结构分析、循环伏安法和光学测量等,证实了其化学稳定性。芳环稠合导致HOMO能级显著提高,有效扩展了π共轭,赋予了这些染料独特的结构和吸引人的光物理性质,同时也提高了其化学稳定性。对称双偶氮苯红色染料:两种新型对称双偶氮苯红色染料末端带有吸电子或给电子基团,具有良好的溶解性、优异的化学和热稳定性。在溶液和固态下均具有荧光性13。这表明特定的化学结构设计可以使荧光染料具有较高的化学稳定性。荧光开关在荧光探针、超分辨荧光成像及防伪等领域都有广泛的应用。水溶荧光染料ICG
果蝇胚胎运动神经元的脂溶性荧光染料标记机制在果蝇中,使用油溶解的脂溶性染料对胚胎运动神经元进行逆行标记。通过微注射器将一小滴染料递送到胚胎切片制备物中,与细胞膜接触的每个运动神经元都可以被快速标记。这种标记技术可以使单个运动神经元连续标记,从而清晰地显示其精细结构细节。由于脂溶性染料有各种颜色,该技术还可以实现多色标记相邻神经元。其机制主要是利用脂溶性染料能够快速扩散进入神经元细胞膜,从而实现对神经元的标记14。通过神经鞘的电泳标记神经元群体机制在昆虫中,描述了一种通过直接从昆虫的神经和神经节的神经元鞘直接从抽吸电极传递电泳染料进行神经元标记的新方法。极示踪剂分子被传递到蝗虫的听觉神经中,而不会破坏其功能,同时染色外周感觉结构和**轴突。可以直接通过大脑表面标记局部神经元种群,并通过电泳输送钙指示剂实现体内声音诱发活动的光学成像。其机制是利用电泳的原理,将荧光染料分子在电场的作用下通过神经元鞘传递到神经元中,实现标记。湖北石家庄荧光染料合成了一系列含不同胺基取代的磷氧化物桥连罗丹明(P-rhodamines)染料。
粒子介导的荧光染料的弹道递送标记机制**近,已经使用粒子介导的荧光染料的弹道递送以快速有效的方式标记神经元种群。在单个神经元的膜与涂有亲脂性染料的颗粒接触后,该技术允许以高尔基体样的方式快速标记整个神经元。神经元可以用不同颜色的染料以受控的密度标记,以促进细胞之间结构相互作用的研究。其机制是利用粒子的高速运动将荧光染料传递到神经元中,实现快速标记17。DiOLISTIC染色标记机制DiOLISTIC染色使用基因***将荧光染料(例如DiI)引入大脑切片的神经元中。其标记机制是利用基因***将涂有荧光染料的颗粒高速发射到大脑切片中,使染料颗粒与神经元细胞膜接触,从而实现对神经元的标记。该技术可以应用于所有年龄、物种和基因型的动物,并且可以与免疫染色结合以鉴定细胞的特定亚群。
在近红外二区的应用潜力动态成像:通过扩展π共轭和增强分子内电荷转移效应,开发了一系列新的基于氧杂蒽的近红外二区染料,如VIXs。其中,VIX-4具有在1210nm的荧光发射和高亮度,可用于动态成像小鼠的血液循环,具有高时空分辨率,能够区分动脉和静脉,并测量血流体积22。***成像研究:设计构建了若干基于氧杂蒽骨架的近红外二区荧光团(命名为VIX),开展了其在***成像中的应用研究。例如,探针VIX-S在水和固体形式都能发出近红外二区荧光(约1057nm),且展现了较好的抗淬灭效果、化学稳定性和光稳定性,成为推荐的生物成像探针。基于探针VIX-S的小鼠***成像研究表明,该探针具有特异性地在脾脏中积累的特点,能够对***小鼠的脾脏进行成像,为动物***的脾脏研究提供新的工具25。综上所述,新型近红外氧杂蒽荧光染料在细胞荧光成像中具有避免生物组织自发荧光干扰、良好的细胞靶向荧光标记效果、用于特定细胞和疾病的检测与成像、支持超分辨率成像以及在近红外二区的应用潜力等广阔的应用前景。动物成像技术不仅在医学研究中具有重要应用,还可以拓展到其他领域。
分散荧光染料:分散荧光桃红BG染料色浆离心50min后的比吸光度仍达到78.1%,离心稳定性较好。在55℃条件下放置5d后分散荧光染料色浆的粒径有所增加,其中分散荧光桃红BG染料色浆粒径的增加率*为7.5%,染料色浆热稳定性能较好;加热处理过后分散荧光染料色浆的荧光强度有所降低11。这表明分散荧光染料的稳定性在一定时间和温度范围内能够保持较好,但随着时间的延长和条件的变化,其稳定性会逐渐下降。在动物成像中,这可能会限制成像的时间窗口,影响对动物体内动态过程的长期观察。近红外荧光染料:近红外荧光染料的稳定性差异会直接影响成像的持久性。光稳定性高的近红外荧光染料能够在较长时间内保持较强的荧光信号,为动物成像提供更持久的观察窗口。例如,Hc-BIZ的光稳定性远高于Hc-BTZ,这意味着在动物成像中,使用Hc-BIZ可能会获得更持久的成像效果,有利于对动物体内的长期监测和研究12。实时动态成像对于研究动物体内的生理和病理过程具有重要意义。细胞荧光染料高分子
荧光染料的发展方向主要包括提高亮度和稳定性、拓展应用领域以及优化分子结构等方面。水溶荧光染料ICG
真核细胞:对于真核细胞,空间信息上的离子分布可以通过使用离子敏感荧光染料结合标准电生理技术获得。文献0提到“Adyefluoresceswhenitisilluminatedwithlightwhichcanexcitethedyemoleculetoahigherenergystate.Thischapterdiscussescalciumsensitivefluorescentindicatorssincecalciumisthemostcommonlystudiedion,althoughdyesareavailableforavarietyofionsincludingNa+,K+,Cl-,andH+.Duringatypicalexperimentacell,inabrainsliceorprimaryculture,isinjectedwithanion-sensitivefluorescentdyeandvisualizedonahighpowermicroscope.”,即在脑切片或原代培养中,真核细胞可以注入离子敏感荧光染料,通过高倍显微镜观察来测量离子浓度1。微生物:测量微生物中类似事件的方法被证明更具挑战性。文献11提到“虽然荧光和电生理方法(包括电极使用和膜片钳)已被开发出来,用于测量真核细胞中的这些事件,但由于微生物的体积小且结合起来更复杂,因此测量微生物中类似事件的方法被证明更具挑战性。水溶荧光染料ICG