在近紅外二區(qū)的應(yīng)用潛力動態(tài)成像:通過擴展π共軛和增強分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng),開發(fā)了一系列新的基于氧雜蒽的近紅外二區(qū)染料,如VIXs。其中,VIX-4具有在1210nm的熒光發(fā)射和高亮度,可用于動態(tài)成像小鼠的血液循環(huán),具有高時空分辨率,能夠區(qū)分動脈和靜脈,并測量血流體積22。***成像研究:設(shè)計構(gòu)建了若干基于氧雜蒽骨架的近紅外二區(qū)熒光團(命名為VIX),開展了其在***成像中的應(yīng)用研究。例如,探針VIX-S在水和固體形式都能發(fā)出近紅外二區(qū)熒光(約1057nm),且展現(xiàn)了較好的抗淬滅效果、化學(xué)穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性,成為推薦的生物成像探針?;谔结榁IX-S的小鼠***成像研究表明,該探針具有特異性地在脾臟中積累的特點,能夠?qū)?**小鼠的脾臟進行成像,為動物***的脾臟研究提供新的工具25。綜上所述,新型近紅外氧雜蒽熒光染料在細胞熒光成像中具有避免生物組織自發(fā)熒光干擾、良好的細胞靶向熒光標(biāo)記效果、用于特定細胞和疾病的檢測與成像、支持超分辨率成像以及在近紅外二區(qū)的應(yīng)用潛力等廣闊的應(yīng)用前景。將近紅外熒光染料用于細胞成像,觀察其在細胞內(nèi)的穩(wěn)定性。中國臺灣熒光染料脂質(zhì)
特異性結(jié)合:生物標(biāo)志物靶向熒光探針是克服早期**檢測困難的關(guān)鍵。例如,設(shè)計合成的雙光子熒光探針(NP-C6-CXB)用于檢測環(huán)氧合酶-2(COX-2)生物標(biāo)志物。該熒光探針以萘酰亞胺為熒光基團,塞來昔布為靶向基團,在COX-2存在時,在溶液和*細胞中發(fā)出明亮的熒光,并且表現(xiàn)出很好的選擇性。其熒光強度與*細胞中COX-2酶的含量成正比,為COX-2酶表達的**識別和切除提供了可視化工具29?;谌麃砦舨己捅讲⒎試f嗪的近紅外發(fā)射(700nm)熒光探針(NB-C6-CCB),用于檢測細胞內(nèi)高爾基體中COX-2酶。在COX-2高表達的腫瘤細胞或組織中,該探針發(fā)射出近紅外熒光29。納米載體的作用:聚合物納米載體(膠囊、膠束和二氧化硅納米顆粒)可作為熒光探針的載體,將熒光染料的“智能”特征整合到合成材料中。結(jié)合在pH值或光照射發(fā)生變化時會裂解的生物反應(yīng)性成分,是成功設(shè)計此類載體的基礎(chǔ),這種載體具有在目標(biāo)部位特異性加載和釋放***劑的能力8。例如,從柿子果實中制備的高熒光氮摻雜碳點(PCDs),通過1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺耦合反應(yīng),將***藥物阿霉素和吉西他濱固定在PCDs表面,形成PCDs@Dox和PCDs@Gem納米雜化物,用于生物成像和caspase誘導(dǎo)的細胞凋亡應(yīng)用30。外泌體熒光染料luc合成了一系列含不同胺基取代的磷氧化物橋連羅丹明(P-rhodamines)染料。
動物成像技術(shù)不僅在醫(yī)學(xué)研究中具有重要應(yīng)用,還可以拓展到其他領(lǐng)域。例如,在動物生產(chǎn)中,紅外熱成像(IRT)技術(shù)作為一種方便、高效、非接觸式的溫度測量技術(shù),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于監(jiān)測動物表面和**解剖區(qū)域的溫度、診斷早期疾病和炎癥、監(jiān)測動物應(yīng)激水平、識別發(fā)情和排卵以及診斷懷孕和動物福利等方面11。未來,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,IRT技術(shù)可能會在動物生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。在大動物皮層神經(jīng)元在體成像研究中,新興技術(shù)如磁共振成像(MRI)、電生理方法和光學(xué)成像的應(yīng)用,提高了神經(jīng)元成像的分辨率和深度,還能夠?qū)崟r跟蹤神經(jīng)元活動17。這為理解大腦功能和神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供了新的途徑,也為動物成像技術(shù)在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用拓展了新的方向。綜上所述,動物成像技術(shù)在未來具有多方面的潛在發(fā)展方向,包括提高空間分辨率和靈敏度、多模態(tài)融合成像、實時動態(tài)成像、標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量控制以及拓展應(yīng)用領(lǐng)域等。這些發(fā)展方向?qū)閯游镅芯亢歪t(yī)學(xué)研究提供更強大的工具,推動生命科學(xué)的發(fā)展。
分散熒光染料:分散熒光桃紅BG染料色漿離心50min后的比吸光度仍達到78.1%,離心穩(wěn)定性較好。在55℃條件下放置5d后分散熒光染料色漿的粒徑有所增加,其中分散熒光桃紅BG染料色漿粒徑的增加率*為7.5%,染料色漿熱穩(wěn)定性能較好;加熱處理過后分散熒光染料色漿的熒光強度有所降低11。這表明分散熒光染料的穩(wěn)定性在一定時間和溫度范圍內(nèi)能夠保持較好,但隨著時間的延長和條件的變化,其穩(wěn)定性會逐漸下降。在動物成像中,這可能會限制成像的時間窗口,影響對動物體內(nèi)動態(tài)過程的長期觀察。近紅外熒光染料:近紅外熒光染料的穩(wěn)定性差異會直接影響成像的持久性。光穩(wěn)定性高的近紅外熒光染料能夠在較長時間內(nèi)保持較強的熒光信號,為動物成像提供更持久的觀察窗口。例如,Hc-BIZ的光穩(wěn)定性遠高于Hc-BTZ,這意味著在動物成像中,使用Hc-BIZ可能會獲得更持久的成像效果,有利于對動物體內(nèi)的長期監(jiān)測和研究12。動物成像技術(shù)不僅在醫(yī)學(xué)研究中具有重要應(yīng)用,還可以拓展到其他領(lǐng)域。
標(biāo)記神經(jīng)元:在動物體內(nèi),特定的熒光染料可以穩(wěn)定且持久地標(biāo)記皮質(zhì)脊髓神經(jīng)元,用于病理生理學(xué)研究和切片膜片鉗研究。如將Fluoro-Red和Fluoro-Green注入麻醉新生大鼠的頸脊髓,固定的腦切片顯示出離散的內(nèi)部皮質(zhì)層中細長或金字塔形細胞輪廓中的***熒光,與V層錐體細胞一致,并且標(biāo)記的神經(jīng)元使用切片膜片鉗方法顯示出自發(fā)突觸活動4。用于細菌成像:有機熒光染料可用于大腸桿菌的超分辨率成像實驗。通過分光光度計測定大腸桿菌的生長曲線,以及將大腸桿菌與有機熒光染料尼羅紅共孵育,在超分辨率顯微鏡下實現(xiàn)了大腸桿菌細胞壁的熒光標(biāo)記。這一實驗既結(jié)合了生物化學(xué)和分析化學(xué)相關(guān)實驗及儀器的原理和操作,也有利于學(xué)生深入了解新型的細菌熒光標(biāo)記技術(shù)6。近紅外熒光壽命成像:近紅外(NIR)染料在小動物成像和漫射光學(xué)斷層掃描中用作熒光標(biāo)記。通過三種方式將現(xiàn)有的共聚焦和多光子激光掃描顯微鏡(LSM)與時間相關(guān)單光子計數(shù)(TCSPC)熒光壽命成像(FLIM)系統(tǒng)相適應(yīng),用于近紅外FLIM。測試的許多近紅外染料在生物組織中顯示出明顯的壽命變化,取決于它們所結(jié)合的組織結(jié)構(gòu),因此近紅外FLIM可以提供有關(guān)組織組成和局部生化參數(shù)的補充信息7。不同類型熒光染料的穩(wěn)定性直接關(guān)系到成像質(zhì)量。黑龍江光敏劑熒光染料
些噁嗪衍生物熒光染料在動物的臂叢神經(jīng)和坐骨神經(jīng)中顯示出高特異性神經(jīng)靶向信號。中國臺灣熒光染料脂質(zhì)
熒光染料具有獨特的光學(xué)特性,能夠在特定波長的激發(fā)光下發(fā)出特定波長的熒光。根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì),可分為以下幾類:有機熒光染料:萘酰亞胺、苯并吩嗯嗪和苯并吩噻嗪類染料:這類染料具有優(yōu)異的光化學(xué)、物理特性和高的熒光量子產(chǎn)率,在生物領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,包括生物成像和光動力***29。羅丹明染料:具有良好的光學(xué)物理性質(zhì),自誕生以來就被廣泛應(yīng)用于生物技術(shù)中作為熒光標(biāo)記物或用于生物分子的檢測。其分子設(shè)計中具有疾病***功能(如**和細菌***)的羅丹明衍生物近年來引起了越來越多的研究關(guān)注33。氟硼熒光染料(BODIPYdyes):是傳統(tǒng)的有機小分子染料,具有易于改性的結(jié)構(gòu)和可調(diào)節(jié)的光物理性質(zhì)。經(jīng)過合理設(shè)計的BODIPY能通過多種方式制備成可用于**光學(xué)成像和光學(xué)***的納米粒子37。碳點納米組裝體:生態(tài)友好且高熒光的碳點納米組裝體因其多樣化的生物應(yīng)用而備受關(guān)注,尤其在對抗環(huán)境和人類健康問題方面。例如,從柿子果實中制備的高熒光氮摻雜碳點(PCDs),通過一步水熱反應(yīng)無需任何溶劑制備而成,具有良好的水溶性和生物相容性,可用于生物成像和***活性篩選30。中國臺灣熒光染料脂質(zhì)