異硫氰酸熒光素(FITC)是一種有機(jī)熒光染料,目前,這種熒光染料仍用于免疫熒光和流式細(xì)胞術(shù)中。在495/517nm處,該染料會(huì)產(chǎn)生激發(fā)/發(fā)射峰值,并可借助異硫氰酸鹽反應(yīng)基團(tuán)與不同抗體結(jié)合,該基團(tuán)可以和蛋白質(zhì)上的氨基、巰基、咪唑、酪氨酰、羰基等基團(tuán)相結(jié)合。而它的基本成分——熒光素,其摩爾質(zhì)量為332g/mol,常被用作熒光示蹤劑。FITC(389g/mol)是用于熒光顯微鏡技術(shù)的首批染料,且其被當(dāng)成AlexaFluor®488等后續(xù)熒光染料的發(fā)端。該染料的熒光活性取決于它的大共軛芳香電子系統(tǒng),而該系統(tǒng)受藍(lán)色光譜中的光所激發(fā)。經(jīng)常與FITC同時(shí)使用的另一種染料是與其相似的TRITC[四甲基羅丹明-5(6)-異硫氰酸]。與FITC相反,TRITC并非熒光素,而是羅丹明家族的衍生物。羅丹明也具有一個(gè)大的共軛芳香電子系統(tǒng),正是該系統(tǒng)引發(fā)了它們的熒光行為。還有一點(diǎn)與FITC相反,TRITC(479g/mol)由比較**長(zhǎng)為550nm的綠色光譜中的光所激發(fā),它的比較大發(fā)射波長(zhǎng)為573nm。與蛋白質(zhì)(例如,抗體)結(jié)合也基于異硫氰酸鹽反應(yīng)基團(tuán)。DAPI染色液(DAPI Staining Solution)常用于細(xì)胞核染色,可將細(xì)胞核染成藍(lán)色。中國(guó)臺(tái)灣熒光染料luc
有機(jī)熒光染料近紅外有機(jī)熒光染料:優(yōu)勢(shì):發(fā)射波長(zhǎng)在近紅外區(qū)域的熒光染料,如近紅外二區(qū)熒光染料(NIR-Ⅱ,1000~1700nm),由于其發(fā)射波長(zhǎng)較長(zhǎng),光散射和組織自發(fā)熒光干擾較少,在生物組織成像中具有更高的時(shí)空分辨率和更深的成像深度13。例如,WenShi和其同事在中國(guó)科學(xué)院開發(fā)的一系列基于呫噸的染料(VIXs),其中VIX-4在波長(zhǎng)超過(guò)1200nm處發(fā)出熒光,被用于小鼠的血液循環(huán)成像。研究人員將VIX-4封裝在脂質(zhì)體中,注射到小鼠的尾靜脈,展示了該染料在生物成像中的良好性能12。應(yīng)用場(chǎng)景:適用于需要深度成像和高分辨率的生物醫(yī)學(xué)研究,如**檢測(cè)、血管成像等。具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)特性的有機(jī)熒光染料:優(yōu)勢(shì):相對(duì)傳統(tǒng)的因聚集導(dǎo)致熒光猝滅(ACQ)的染料,AIE染料在生物成像和診斷中受到越來(lái)越多的關(guān)注。例如,將具有AIE特性的染料BPMT和具有ACQ特性的染料硼二吡咯亞甲基(BODIPY)分別制成納米粒子(ANPs和BNPs)進(jìn)行對(duì)比研究。結(jié)果表明,**負(fù)載BODIPY的BNPs(BNP1)能有效聚集在**組織中,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期無(wú)創(chuàng)成像,而高負(fù)載BPMT的ANP4生物成像能力較差。這說(shuō)明通過(guò)巧妙運(yùn)用納米技術(shù),可將ACQ效應(yīng)的弱點(diǎn)轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)高效的靶向**成像16。西安熒光染料Cy5.5Super Flour 系列熒光探針,具有更強(qiáng)的熒光強(qiáng)度,更廣的pH應(yīng)用范圍(pH 4~10), 更好的抗淬滅性。
影響熒光染料性能的因素分子結(jié)構(gòu):熒光染料的分子結(jié)構(gòu)對(duì)其熒光性能有著重要的影響。例如,共軛體系的大小、發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)的種類和位置等都會(huì)影響熒光染料的吸收和發(fā)射波長(zhǎng)、熒光強(qiáng)度等性能345。環(huán)境因素:溶劑效應(yīng):溶劑的極性、pH值等會(huì)影響熒光染料的熒光性能。一般來(lái)說(shuō),溶劑的極性越大,熒光染料的發(fā)射波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生紅移;而pH值的變化則可能會(huì)影響熒光染料的分子結(jié)構(gòu),從而改變其熒光性能37。溫度:溫度的變化會(huì)影響熒光染料分子的熱運(yùn)動(dòng)和激發(fā)態(tài)的壽命,從而影響熒光強(qiáng)度。一般來(lái)說(shuō),溫度升高,熒光強(qiáng)度會(huì)降低25。濃度:當(dāng)熒光染料的濃度較高時(shí),可能會(huì)發(fā)生自聚集現(xiàn)象,導(dǎo)致熒光淬滅。因此,在使用熒光染料時(shí),需要控制其濃度,以避免自聚集的發(fā)生34。總之,熒光染料的作用原理是基于其分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),通過(guò)吸收激發(fā)光,使電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),然后再通過(guò)輻射躍遷回到基態(tài),發(fā)射出熒光。其性能受到分子結(jié)構(gòu)和環(huán)境因素的影響。了解熒光染料的作用原理,對(duì)于其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的意義。
DiD,DiO,DiI,DiR和DiS染料是一族親脂性的熒光染料,可以用來(lái)染細(xì)胞膜和其它脂溶性生物結(jié)構(gòu)。當(dāng)與細(xì)胞膜結(jié)合后其熒光強(qiáng)度**增強(qiáng),這類染料有著很高的淬滅常數(shù)和激發(fā)態(tài)壽命。一旦對(duì)細(xì)胞染色,這類染料在整個(gè)細(xì)胞膜上擴(kuò)散,比較好濃度時(shí)可以使整個(gè)細(xì)胞膜染色。它們的熒光顏**分明顯:DiI(橙色熒光),DiO(綠色熒光),DiD(紅色熒光)和 DiR (深紅色熒光)這使得他們可以用來(lái)對(duì)活細(xì)胞進(jìn)行多色成像和流式分析。DiI和DiO可以分別用標(biāo)準(zhǔn)的 FITC和TRITC的濾光片。DiD可以用 633 nm He–Ne 激光器激發(fā),有著比DiI更長(zhǎng)的激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng),在細(xì)胞和組織染色中更有價(jià)值。 DiR的紅外熒光可以穿透細(xì)胞和組織,在***成像中用來(lái)示蹤。Super Fluor 488(效果同Alexa Fluor 488)標(biāo)記蛋白。
三、流式細(xì)胞儀分析1、取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞,接種到孔板,過(guò)夜培養(yǎng)。2、如果要進(jìn)行藥物刺激,在細(xì)胞中加入感興趣的藥物進(jìn)行干預(yù),繼續(xù)培養(yǎng)一定時(shí)間后,收集細(xì)胞,PBS清洗2次。3、加入Rhodamine123工作液重懸細(xì)胞,37℃避光孵育15min或更長(zhǎng)時(shí)間。【注意】:由于細(xì)胞種類和實(shí)驗(yàn)體系不同,Rhodamine123工作液濃度和孵育時(shí)間可以根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)或參考文獻(xiàn)自行調(diào)整。4、用流式細(xì)胞儀檢測(cè)。
四、實(shí)驗(yàn)案例1、取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期A549細(xì)胞接于六孔板(1*106+2mlDMEM培養(yǎng)基),37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)4-24h待其貼壁,以便后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作.2、棄掉培養(yǎng)液,PBS洗滌兩次.3、用培養(yǎng)基(無(wú)血清)稀釋Rh123母液制備1~20μMRh123工作液。具體工作濃度取決于細(xì)胞類型和細(xì)胞濃度。4、將Rh123工作液加入六孔板并在37℃下孵育30分鐘.5、去除Rh123工作液并用PBS洗滌三次細(xì)胞去除背景色.6、熒光顯微鏡觀察. Cy3 (Cyanine 3) 是一種發(fā)橘黃色熒光的花青素?zé)晒馊玖?。熒光染料發(fā)射
熒光染料,由于靈敏度高,操作方便,逐漸取代了放射性同位素作為檢測(cè)標(biāo)記,其應(yīng)用于熒光探針,細(xì)胞染色等。中國(guó)臺(tái)灣熒光染料luc
生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域在細(xì)胞熒光成像中,近紅外氧雜蒽熒光染料可用于細(xì)胞熒光染色成像,如熒光染料NXD-3具有良好的細(xì)胞線粒體靶向熒光標(biāo)記效果5。通過(guò)特定的熒光染料可以對(duì)細(xì)胞內(nèi)的特定結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)記,有助于研究人員觀察細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能。高分辨率熔解分析(HRM)中,不同的DNA結(jié)合熒光染料可用于PCR擴(kuò)增和熔解曲線分析等。例如,SYTO16和SYTO13在多數(shù)檢測(cè)中性能與商業(yè)HRM染料相當(dāng),適用于實(shí)時(shí)PCR和HRM應(yīng)用1418。二、化學(xué)領(lǐng)域?yàn)榭疾煨》肿优浠c不同核酸結(jié)構(gòu)的結(jié)合機(jī)理,發(fā)展新的核酸探針?lè)肿?,合成了一種新型一次甲基不對(duì)稱菁染料(MTP)。MTP可作為熒光探針?lè)肿佑糜趨^(qū)別不同結(jié)構(gòu)的核酸分子,其與平行和混合平行G-四鏈體DNA結(jié)合較強(qiáng),與單/雙鏈DNA作用較弱,與反平行G-四鏈體DNA作用**弱11。新型BODIPY類熒光染料可用于檢測(cè)大氣污染物苯硫酚和硒代半胱氨酸,還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞內(nèi)的苯硫酚進(jìn)行檢測(cè),具有重要的生物應(yīng)用前景。中國(guó)臺(tái)灣熒光染料luc