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熒光染料：是指吸收某一波長的光波后能發射出另一波長大于吸收光的光波的物質。它們大多是含有苯環或雜環并帶有共軛雙鍵的化合物。可以單獨使用，也可組合成復合熒光染料使用。

應用：有機熒光材料在生物成像方面是種應用性很強的發光材料，可廣泛應用于熒光免疫，熒光探針，細胞染色等。包括特異性DNA染色、標記蛋白質、活體成像和環境檢測等領域研究。

優點：有機熒光材料基于單光子激發過程，常以能量較高，波長較短的光激發，發射光具有能量較低，波長較長的特點。高選擇性、高靈敏度、高熒光量子產率等都是有機熒光化合物的優點。

分類：熒光染料的種類繁多，其中羅丹明和熒光素應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比于熒光素、羅丹明或者菁染料有著較高的量子產率、高摩爾消光系數、良好的光學穩定性和對PH不敏感的優點被廣泛應用于生物標記、熒光探針及生物成像。

該類染料激發波長較長，一般都處于紅外區。BODIPY 的光譜峰寬比較窄，對光的感應度很高，熒光染料的光穩定性能非常優越，分子的熒光量子產率非常高，一般都能達到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成的一類有機熒光染料。經典的羅丹明染料如羅丹明B、羅丹明6G、羅丹明101的吸收/發射波長在可見光區（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、發射波長較長(一般>500?nm)，光穩定較好，熒光量子產率高等優點。

三、 熒光素及衍生物：

熒光素是最常見的熒光染料之一。與強堿反應生成熒光素鹽，易溶于水，并有強烈綠色熒光，熒光量子產率0.65（pH=7水溶液）。可使許多生物具有熒光的物質。它與ATP形成復合物（熒光素腺苷），然后再與熒光素酶(Luciferase)結合。

四、 菁染料類：

菁染料的最大吸收波長較大，λ的數值都會超過600 nm，因此，菁染料在近紅外區應用于熒光標記效果很理想。同樣，通過引入不同的基團，對菁染料的母體結構有很大影響，從而改變菁染料的光譜性質。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）是一類優良的熒光染料，由奇數個碳原子組成共振次甲基（甲川基）共軛鏈并被兩個含氮雜環封端構成的一類共軛有機小分子體系。

菁染料通常都是疏水，為了增加這類染料的親水性，我們往往會引入強親水性的磺酸基團來改善其水溶性，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合后會發出熒光，香豆素染料中不同位置與不同取代基結合后，其熒光強度會發生變化。香豆素染料的Stokes 位移大、光穩定性好、對細胞的穿透能力強，因此香豆素染料可應用于細胞學等生物領域。

六、 近紅外熒光染料：

近紅外熒光染料用于生物成像時，除了具有近紅外吸收/發射波長、還熒光具有良好的水溶性和較低的生物毒性，特異的組織或細胞靶向性以及良好的細胞穿透性等，從而達到更安全、、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，經過PEG修飾后的熒光染料還具有較長時間的體內循環。

七、 NBD胺類

苯并呋咱類化合物是一種較強的熒光標記物。能與氨基化合物在堿性條件下發生衍生化反應，條件簡單，反應時間短，衍生物穩定性好，熒光檢測器測定時干擾峰少，靈敏度高。

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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