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熒光染料:是指吸收某一波長(zhǎng)的光波后能發(fā)射出另一波長(zhǎng)大于吸收光的光波的物質(zhì)。它們大多是含有苯環(huán)或雜環(huán)并帶有共軛雙鍵的化合物。可以單獨(dú)使用,也可組合成復(fù)合熒光染料使用。
應(yīng)用:有機(jī)熒光材料在生物成像方面是種應(yīng)用性很強(qiáng)的發(fā)光材料,可廣泛應(yīng)用于熒光免疫,熒光探針,細(xì)胞染色等。包括特異性DNA染色、標(biāo)記蛋白質(zhì)、活體成像和環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域研究。
優(yōu)點(diǎn):有機(jī)熒光材料基于單光子激發(fā)過程,常以能量較高,波長(zhǎng)較短的光激發(fā),發(fā)射光具有能量較低,波長(zhǎng)較長(zhǎng)的特點(diǎn)。高選擇性、高靈敏度、高熒光量子產(chǎn)率等都是有機(jī)熒光化合物的優(yōu)點(diǎn)。
分類:熒光染料的種類繁多,其中羅丹明和熒光素應(yīng)用廣泛的兩種熒光染料。此外常見的熒光染料還有香豆素類、近紅外類、BODIPY類、菁染料、NBD胺類染料等。
一、 BODIPY類
Bodipy氟化硼二吡咯類熒光染料相對(duì)比于熒光素、羅丹明或者菁染料有著較高的量子產(chǎn)率、高摩爾消光系數(shù)、良好的光學(xué)穩(wěn)定性和對(duì)PH不敏感的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于生物標(biāo)記、熒光探針及生物成像。
該類染料激發(fā)波長(zhǎng)較長(zhǎng),一般都處于紅外區(qū)。BODIPY 的光譜峰寬比較窄,對(duì)光的感應(yīng)度很高,熒光染料的光穩(wěn)定性能非常優(yōu)越,分子的熒光量子產(chǎn)率非常高,一般都能達(dá)到0.6。
二、 羅丹明類:
羅丹明是由3、6位氨基取代的氧雜蒽母體與9位碳原子取代芳基構(gòu)成的一類有機(jī)熒光染料。經(jīng)典的羅丹明染料如羅丹明B、羅丹明6G、羅丹明101的吸收/發(fā)射波長(zhǎng)在可見光區(qū)(500~600nm),不適于生物體熒光成像。
羅丹明可用作生物熒光染色劑的一種由三苯甲烷衍生的染料。在水中的溶解性較好,有吸收、發(fā)射波長(zhǎng)較長(zhǎng)(一般>500?nm),光穩(wěn)定較好,熒光量子產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。
三、 熒光素及衍生物:
熒光素是最常見的熒光染料之一。與強(qiáng)堿反應(yīng)生成熒光素鹽,易溶于水,并有強(qiáng)烈綠色熒光,熒光量子產(chǎn)率0.65(pH=7水溶液)。可使許多生物具有熒光的物質(zhì)。它與ATP形成復(fù)合物(熒光素腺苷),然后再與熒光素酶(Luciferase)結(jié)合。
四、 菁染料類:
菁染料的最大吸收波長(zhǎng)較大,λ的數(shù)值都會(huì)超過600 nm,因此,菁染料在近紅外區(qū)應(yīng)用于熒光標(biāo)記效果很理想。同樣,通過引入不同的基團(tuán),對(duì)菁染料的母體結(jié)構(gòu)有很大影響,從而改變菁染料的光譜性質(zhì)。另外,菁染料的熒光量子效率相比其他染料較低。
此外,菁染料(聚甲川菁染料)是一類優(yōu)良的熒光染料,由奇數(shù)個(gè)碳原子組成共振次甲基(甲川基)共軛鏈并被兩個(gè)含氮雜環(huán)封端構(gòu)成的一類共軛有機(jī)小分子體系。
菁染料通常都是疏水,為了增加這類染料的親水性,我們往往會(huì)引入強(qiáng)親水性的磺酸基團(tuán)來改善其水溶性,Cy5 NHS ester(疏水性),Sulfo-Cy5 NHS ester(親水性)。
五、 香豆素類:
香豆素染料本身沒有熒光,但它與某些取代基結(jié)合后會(huì)發(fā)出熒光,香豆素染料中不同位置與不同取代基結(jié)合后,其熒光強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化。香豆素染料的Stokes 位移大、光穩(wěn)定性好、對(duì)細(xì)胞的穿透能力強(qiáng),因此香豆素染料可應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)等生物領(lǐng)域。
六、 近紅外熒光染料:
近紅外熒光染料用于生物成像時(shí),除了具有近紅外吸收/發(fā)射波長(zhǎng)、還熒光具有良好的水溶性和較低的生物毒性,特異的組織或細(xì)胞靶向性以及良好的細(xì)胞穿透性等,從而達(dá)到更安全、、靈敏的熒光成像目的。
為了提高近紅外熒光染料的水溶性和生物相容性和較低的生物毒性,可以將一種高分子聚合物材料-聚乙二醇(PEG)修飾到熒光染料上,常見的有CY3-PEG-MAL, Cy5-PEG-NH2,Rhodamine B-PEG-NHS, CY7-PEG-COOH等等,經(jīng)過PEG修飾后的熒光染料還具有較長(zhǎng)時(shí)間的體內(nèi)循環(huán)。
七、 NBD胺類
苯并呋咱類化合物是一種較強(qiáng)的熒光標(biāo)記物。能與氨基化合物在堿性條件下發(fā)生衍生化反應(yīng),條件簡(jiǎn)單,反應(yīng)時(shí)間短,衍生物穩(wěn)定性好,熒光檢測(cè)器測(cè)定時(shí)干擾峰少,靈敏度高。
相關(guān)部分產(chǎn)品:
Azo-Bodipy 685Azo-Bodipy 685
Azo-Bodipy 685 carboxylic acid
Sulfo-Azo-Bodipy 685 carboxylic acid
Azo-Bodipy 685 NHS ester
6-FAM, SE
5(6)-TAMRA
5-TAMRA
6-TAMRA
5(6)-TAMRA, SE
Cy5 NHS ester
Cy5.5 NHS ester
Cy7 NHS ester
Cy7.5 NHS ester
FITC-dextran
RB-Dextran
Benzo-Coumarin-380 Ex/Em:380nm-540nm
Benzo-Coumarin-400 Ex/Em:400nm-570nm
Benzo-Coumarin-420 Ex/Em:420nm-570nm
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