[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。在小动物体内成像中，荧光扩散光学成像通过收集从组织中出射的扩散光，重建出组织内部的荧光产率分布。河北长沙荧光染料
GFP替代化学荧光染料的启示：直到大约20年前，科学家依赖于化学荧光染料使生物分子可见。随后化学方法因GFP（一种发光的绿色水母蛋白）而取代。科学家使用遗传伎俩将GFP粘在其他细胞蛋白上，这种方式使研究人员更简单地追踪显微镜下的蛋白质运动而不使用昂贵的合成染料。然而，GFP是一种相对“笨重的”分子，从有限的天然氨基酸中构成，并不总是很明亮。这表明可以通过调整染料结构来优化性能，使其更加明亮且便于使用2025。三、定制荧光染料基于混合标记和矩阵评分方法：对亲和力和动力学的定量评估是开发（以受体为靶标）放射性示踪剂的关键组成部分。对于荧光示踪剂，目前尚不进行这种评估，而荧光组分化学成分的（小）变化可能会对荧光示踪剂的总体性能产生重大影响。同时包含放射性标记和荧光染料的混合成像标记可用于评估目标示踪剂的亲和力（荧光标记）和体内分布（放射性标记）。提出了一种基于混合标记和基于矩阵的评分方法，该方法能够定量评估（总体）电荷和荧光标记的亲脂性对alpha（v）beta（3）-整合素靶向示踪剂（体内）特征的影响。显示荧光染料的系统化学变化导致不同杂交示踪剂的体内分布存在明显差异。吉林荧光染料Fluor 680使用双重荧光染料标记的氧化铁磁性纳米颗粒（MNP），研究荧光检测在程度上可以反映其在生物动物中的命运。
X射线发光成像：文献《小动物的X射线发光成像》中提到，X射线发光成像结合了X射线成像的高空间分辨率和光学成像的高测量灵敏度，可能成为小动物分子成像的工具。目前有两种类型的X射线发光计算断层扫描（XLCT）成像，一种用铅笔光束X射线以获得高空间分辨率但测量时间较长，另一种使用锥梁X射线在很短的时间内获得XLCT图像但空间分辨率受损7。近红外高光谱成像（NIRHSI）：文献《NIRhyperspectralimagingforanimalfeedingredientapplications》中探索了近红外高光谱成像（NIRHSI）在动物饲料中的应用。其能够在像素级别提供样品的化学成分信息，相比传统的近红外光谱具有优势。例如，在预测大豆粕和干酒糟及其可溶物（DDGS）中的赖氨酸浓度时，结合偏**小二乘回归或光谱角度映射（SAM）分类取得了有前景的结果8。红外热成像：文献《Infraredimaginganewnon-invasivemachinelearningtechnologyforanimalhusbandry》指出，红外热成像在生物学和兽医学中有无数应用。由于其非侵入性、易于自动化和高度敏感性，在动物疾病检测和缓解中的应用越来越受欢迎。例如，可以通过红外扫描确认***动物身体部位的温度升高，用于诊断常见的猪疾病，如口蹄疫、跛行、呼吸道疾病和腹泻等。
控制聚集状态荧光染料的聚集状态会影响其荧光性能。江琳等人在2024年的研究中指出，氟硼荧染料在生物环境中的聚集猝灭效应限制了其实际应用3235。通过在氟硼荧染料的meso位引入具有大空间位阻的三甲基苯，可以有效抑制聚集诱导的发光猝灭，提高荧光染料的性能。在实际应用中，可以通过控制荧光染料的浓度、添加表面活性剂等方法来调节其聚集状态，从而提高其荧光性能。例如，适量添加表面活性剂可以增加染料的荧光强度34。控制环境中的其他因素除了上述因素外，环境中的其他因素也可能会影响荧光染料的性能。例如，在地下水流动追踪中，荧光染料的定量测定会受到溶液pH值、温度、天然有机物的共存以及过滤等因素的影响37。可以通过缓冲溶液调节pH值、调整样品温度、研究天然有机物的荧光/淬灭特性以及使用清洗过的聚四氟乙烯过滤器等方法来控制这些因素的影响。在荧光染料废水处理中，需要考虑废水的COD、BOD5、NH3-N、SS等指标，通过沉淀气浮一体化设备和SBR工艺等方法进行处理，以降低废水对环境的影响33。综上所述，在实际应用中，可以通过控制温度、pH值、溶剂、聚集状态以及环境中的其他因素等方法来有效提高荧光染料的性能。荧光染料在动物成像中标记神经元的机制较为复杂。
有机荧光染料近红外有机荧光染料：优势：发射波长在近红外区域的荧光染料，如近红外二区荧光染料（NIR-Ⅱ，1000～1700nm），由于其发射波长较长，光散射和组织自发荧光干扰较少，在生物组织成像中具有更高的时空分辨率和更深的成像深度13。例如，WenShi和其同事在中国科学院开发的一系列基于呫吨的染料（VIXs），其中VIX-4在波长超过1200nm处发出荧光，被用于小鼠的血液循环成像。研究人员将VIX-4封装在脂质体中，注射到小鼠的尾静脉，展示了该染料在生物成像中的良好性能12。应用场景：适用于需要深度成像和高分辨率的生物医学研究，如**检测、血管成像等。具有聚集诱导发光（AIE）特性的有机荧光染料：优势：相对传统的因聚集导致荧光猝灭（ACQ）的染料，AIE染料在生物成像和诊断中受到越来越多的关注。例如，将具有AIE特性的染料BPMT和具有ACQ特性的染料硼二吡咯亚甲基（BODIPY）分别制成纳米粒子（ANPs和BNPs）进行对比研究。结果表明，**负载BODIPY的BNPs（BNP1）能有效聚集在**组织中，实现长期无创成像，而高负载BPMT的ANP4生物成像能力较差。这说明通过巧妙运用纳米技术，可将ACQ效应的弱点转化为优势，实现高效的靶向**成像16。引入 “醛功能化” 策略，以同时增强近红外荧光团的光稳定性和线粒体固定化。陕西荧光染料
动物成像技术在现代医学和生物学研究中起着至关重要的作用。河北长沙荧光染料
DiI染料标记机制DiI（1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanineperchlorate）是一种亲脂性的荧光染料，常用于神经元标记。在大鼠中，通过结晶状的荧光DiI可以对牙初级传入神经元（DPANs）进行逆行荧光标记。在小鼠中，虽然也可以使用DiI进行标记，但之前*能使用Fluoro-Gold这种具有神经毒性的荧光染料，且其膜穿透特性优于碳菁染料。后来研究人员对DiI在大鼠中的标记技术进行了重新评估，旨在将其应用于小鼠。新型的DiI配方具有改进的穿透性能和染色效率，可以评估轴突染料从应用部位到三叉神经节的运输速度、染色的DPANs数量以及荧光强度。其标记机制主要是利用DiI的亲脂性，能够与神经元细胞膜结合，随着轴突的运输而扩散到神经元的各个部位，从而实现对神经元的标记。河北长沙荧光染料
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