[VIP第1年] 指数:3
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。不同结构修饰的噁嗪衍生物荧光染料在荧光发射特性、神经靶向性和临床应用前景等方面存在着一定的差异。中国香港荧光染料流式细胞
温度高温可能会导致荧光染料的稳定性下降。例如，在55℃条件下放置5d后，分散荧光染料色浆的粒径有所增加1。对于壳聚糖衍生物，虽然染料的取代对其热稳定性影响较小，但特征分解温度仍会因染料的不同而有几度的变化（小于10°C）2。光照紫外光对荧光染料的破坏较大。半花菁荧光染料反式-4-[对-(N,N-二乙醇胺)苯乙烯基]-N-乙基吡啶溴化盐（DHEASPBr-C2）在紫外光下更容易受到破坏，两种染料均不同程度地产生一些光降解产物35。量子点作为稳定的荧光标记，与其他有机染料（尼罗红和DiI）相比，在连续激光照射下具有更高的稳定性10。四、纳米材料封装纳米材料封装在荧光染料周围可以提供保护层，从而提高荧光染料的稳定性。例如，用二氧化硅纳米粒子封装1,1'-diOctadeCyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanine（DIL）合成的纳米颗粒（SIDIL），在200W的卤素灯下辐射60分钟后，与裸稀染料相比，吸光度强度更稳定，表明Si纳米颗粒包封改善了光稳定性性能7。吉林多肽荧光染料通过不同的连接方法将四种氨基菁染料通过反相微乳液共价封装在二氧化硅纳米颗粒内。
提高空间分辨率和灵敏度目前，动物成像技术在不断追求更高的空间分辨率和灵敏度。例如，正电子发射断层扫描（PET）成像创新中，深度交互（DOI）测量技术在辐射传感器中的应用，有望在保持高空间分辨率的同时显著提高灵敏度16。通过开发基于新型半导体光电探测器（如硅光电倍增管SiPMs）的DOI探测器，可以实现亚毫米级的空间分辨率，接近PET成像的理论极限。这将使得对动物体内微小结构和生物过程的观测更加清晰和准确。小动物PET技术也面临着提高空间分辨率的挑战，新的探测器技术不断发展，有望降低空间分辨率的极限15。这将为研究动物体内的分子过程和疾病机制提供更精细的图像信息。
神经特异性荧光染料：噁嗪类荧光染料YQN-3能够精细定位并识别出动物（大鼠）的喉返神经，从而在术中保留这些神经的完整性8。这表明该类荧光染料对特定的神经组织具有较高的特异性。良好的稳定性可以确保在动物成像过程中始终保持对特定神经部位的准确识别和定位，为手术操作提供可靠的指导。如果稳定性不佳，可能会导致成像部位的特异性降低，出现错误定位或无法清晰显示目标神经的情况。荧光染料标记的氧化铁磁性纳米颗粒（MNP）：使用双重荧光染料标记的MNP，其中附着在**（DY-730）上的染料在小鼠施用后的一天，其荧光在肝脏和脾脏中较为突出，但此后的时间点不明显。相反，在体内粘附到PEG涂层上的染料Dy-555的荧光较为稳定14。这说明不同部位的荧光染料稳定性差异会影响对特定***（如肝脏和脾脏）的成像特异性。稳定性好的染料能够更准确地反映目标***的情况，而稳定性差的染料可能会导致成像结果的不确定性，影响对动物体内特定部位的准确判断。不同类型荧光染料的稳定性直接关系到成像质量。
荧光染料的作用过程吸收激发光：当荧光染料暴露在特定波长的激发光下时，染料分子中的电子吸收光子的能量，从基态跃迁到激发态。这个过程非常迅速，通常在飞秒到皮秒的时间尺度内完成25。激发态的电子弛豫：处于激发态的电子不稳定，会通过各种方式释放能量，回到基态。这个过程包括内部转换和振动弛豫等。内部转换是指激发态的电子通过无辐射跃迁的方式回到能量较低的激发态，而振动弛豫则是指激发态的电子通过与周围分子的碰撞等方式，将多余的能量转化为分子的振动能，从而使电子处于激发态的比较低振动能级35。发射荧光：当激发态的电子回到基态时，会发射出荧光。荧光的波长通常比激发光的波长更长，这是因为在发射荧光的过程中，电子释放的能量一部分以热能的形式散失，导致发射的光子能量较低，波长较长。DiOLISTIC 染色标记机制。吉林多肽荧光染料
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。中国香港荧光染料流式细胞
肿瘤细胞成像：近红外荧光染料IR-780具备使多种肾透明细胞*细胞显像的能力，对正常肾胚上皮细胞则无此能力，可用于血液中肾透明细胞*细胞的特异性诊断。这为肿瘤细胞的检测和诊断提供了新的方法21。疾病标志物检测：设计合成的近红外荧光探针RB-Phenylacrylate(NOF1)，用于高选择性和高灵敏度检测半胱氨酸(Cys)，并成功应用于活细胞、斑马鱼和小鼠中半胱氨酸的近红外荧光成像检测。近红外荧光探针RB-Phenyldiphenylphosphinate(NOF2)用于过氧亚硝酸根的荧光成像，实现了活细胞和小鼠炎症模型中ONOO⁻的荧光成像检测。这些探针为疾病标志物的检测和成像提供了新的手段23。四、支持超分辨率成像新型近红外氧杂蒽荧光染料如KRhs，可用于超分辨率成像。KRhs显示出强烈的近红外发射峰，在700nm处具有高荧光量子产率，且在没有增强缓冲液的帮助下，表现出随机荧光开关特性，支持单荧光团的时间分辨定位。KRhs被功能化为KRh-MitoFix、KRh-Mem和KRh-Halo，分别具有线粒体、质膜和融合蛋白靶向能力，可用于活细胞中这些目标的超分辨率成像20。中国香港荧光染料流式细胞
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