什麼是熒光染料？

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介紹

熒光染料是光敏化學物質，當吸收光或能量時，電子從基態躍遷到激發態。電子透過各種躍遷返回基態，這些躍遷可能涉及光的量子發射。這種效應稱為熒光。發射的光的能量總是低於激發光的能量，因此波長更長。

由於激發光和發射光的顏色不同，因此可以使用光學濾光片將它們彼此分離。熒光染料或熒光團通常用作各種應用中的檢測試劑，例如細胞成像和流式細胞術。

諸如熒光顯微鏡和流式細胞儀等儀器配備有雷射器，因此它們可以激發能夠吸收特定波長光的熒光染料。已經開發出許多不同的熒光染料，每種熒光染料都具有特定的發射和激發熒光光譜。

熒光染料的發光強度不同。因此，熒光染料的亮度將取決於其吸收光的能力以及吸收光轉化為發射光的效率。

熒光染料的特性

熒光染料的重要特性包括其吸收光譜、在方便激發的波長下的消光係數、其發射光譜及其量子效率。熒光染料的特性將取決於其環境。

一些熒光染料，如熒光素，對pH敏感。如果兩種熒光染料緊密相關，則可以發生能量轉移，其中一種化合物的激發導致另一種化合物發出熒光。為了發生能量轉移，受體分子必須具有與供體分子發射光譜重疊的吸收光譜。

熒光染料的類別

一般來說，熒光染料可以分為以下5類。

熒光蛋白

熒光蛋白可以分為兩類。第一類由編碼其蛋白質結構中熒光的天然蛋白質組成。第二類熒光蛋白是從藻類和植物中發現的藻膽蛋白衍生而來的。

合成小分子

合成分子是一類廣泛的相對較小的熒光化合物，在流式細胞術中有著悠久的歷史。合成染料可在整個光譜範圍內使用，並具有各種配置，這些配置會影響溶解度和細胞通透性。它們也適合進行化學修飾，以透過與脂類、抗體和其他生物分子或配體偶聯來進行微調靶向。

量子點

量子點 (QDots) 的使用在 2000 年代後期變得流行。量子點是一種半導體，可以根據粒子的尺寸調整到不同的發射波長。在流式細胞術中，量子點通常由紫外雷射激發，儘管它們可以被髮射最大值以下的任何光激發，因此在面板中使用時需要仔細計劃。

聚合物染料

最近，聚合物染料變得流行起來。隨著 Brilliant Violet 的引入，已經開發出用於紫外激發 (Brilliant UV) 和藍色激發 (Brilliant Blue) 的其他聚合物。聚合物主鏈本身是熒光的，可以偶聯到受體熒光團，形成串聯染料。

串聯染料

串聯染料是一類特殊的熒光分子，利用了 Förster 共振能量轉移 (FRET 或熒光共振能量轉移)。串聯染料非常有用，因為它們可以擴充套件給定激發雷射器的可用光譜。當兩個熒光團靠近時。供體分子的發射必須與受體分子的激發重疊。

流式細胞術中的熒光染料

流式細胞術中使用的熒光染料基本上是可以以某種方式附著到生物學上重要的分子上，並且可以透過商業流式細胞儀上常見的雷射器激發的熒光染料。這些熒光染料可以附著到抗體或蛋白質上，當與靶標結合時會發出熒光的遊離分子，或在各種生物條件下具有其他熒光特性。

用於標記蛋白質的最常見熒光染料是異硫氰酸熒光素，異硫氰酸酯基團與蛋白質中賴氨酸殘基上的氨基反應。使用串聯染料可以大大擴充套件可使用的標記蛋白質的數量。例如，PE 和藻膽紅蛋白 (APC) 與各種菁染料的綴合物。

熒光染料亮度

在考慮熒光染料時，亮度起著重要的作用。更亮的熒光染料應保留用於低表達的關鍵標記或罕見事件。雖然在線上有一些資源和圖表，其中包含各種熒光染料亮度的選擇。隨著新型熒光染料的不斷開發，緊跟趨勢至關重要。據報道，當使用多種聚合物染料進行染色時，它們會聚集，因此在面板中使用它們時，使用推薦的染色緩衝液是一個重要的考慮因素。如果一種熒光染料不起作用，請考慮其可能失敗的原因並尋找替代方案。更亮的熒光染料應保留用於關鍵標記，無論是低表達或未知表達，還是罕見事件。

結論

熒光染料的選擇必須考慮染料的亮度、儀器配置和染色方案。隨著新型熒光染料的不斷開發，緊跟趨勢和跨多個供應商的可用選項至關重要，以確保研究人員做出最佳決策，同時不會影響其資料的質量。