荧光探针在细胞生物学中的运用
荧光探针在细胞成像中的应用研究
荧光探针在细胞成像中的应用研究随着生物学、化学、物理学等学科的发展，的确有越来越多的技术和方法用于探测、识别和描述生物体系中微观细节。
在这些涉及生物体系的技术中，有一种非常常用的技术：荧光。
由于荧光可以通过荧光显微镜等工具进行成像，所以被广泛应用于细胞成像。
而荧光探针作为荧光技术中的重要一环，其在细胞成像中的应用也引起了很多研究者的关注。
一、荧光探针的原理荧光探针能够通过与目标物相互作用而发生比荧光显微镜更方便和准确的发光效应。
因此，它在生物学的各个领域都有使用。
荧光探针可以通过吸收光子并激发成高能状态，之后重新发射荧光，从而显露出其自身存在的信息。
其中荧光的发生是由荧光分子中的定域激发的势能状态转移到其他状态引起的，这些高能状态的能量交换最终导致荧光发生。
在细胞成像领域中，荧光探针一般可用于以下几个方面：1.可用于探测特定生物分子的存在性及其在细胞中的分布情况。
2.可用于研究细胞的功能状态，比如荧光变化可能反映细胞内部不同化学物质的交互作用或共局域化。
3.可用于研究细胞间相互作用，荧光探针能够实现多种信号转换，从而研究细胞间的相互作用的程度和效果。
二、荧光探针的分类按照用途分类，可以将荧光探针分为下列几类，常见的荧光探针包括了蛋白质和DNA上的染色体荧光蛋白，荧光源，配体标记，细胞膜指示剂和选体等等。
它们可以用于生物学的各个领域，包括蛋白质结构解析，降解和合成、细胞信号转导，细胞凋亡，细胞增殖以及肿瘤细胞测量等。
1.染色体荧光蛋白染色体荧光蛋白指的是由特定基因编码的荧光蛋白，用于标记靶细胞的某些细节。
例如，绿色荧光蛋白（GFP）是在青蛙卵母细胞中首次发现的一种荧光蛋白，它可用于非侵入性地标记细胞中某些特定细节（比如软骨细胞中仅有的一组胆固醇基础树脂化细胞、神经元中的长胶质形态、心肌细胞中的可变性党参膜和肝细胞中各种细胞器）。
2.荧光源和配体标记荧光源和配体标记涉及到一种荧光探针，可用于观察细胞或者分子之间的交互作用。
荧光探针在生物医学领域中的应用研究
荧光探针在生物医学领域中的应用研究荧光探针是一种基于化学分子的发光探针，广泛应用于生物医学领域。
随着科技的不断发展，荧光探针的应用领域也越来越广泛，包括生物成像、疾病诊断、药物设计和分子生物学研究等。
本文将从不同方面探讨荧光探针在生物医学领域中的应用研究。
一、生物成像生物成像是指利用各种成像技术对活体组织进行影像学检查，用来观察生物学过程及其病理生理变化。
其中荧光成像是一种基于荧光探针的成像技术。
荧光探针在组织内的针对性标记，可以对细胞、组织或整个生物体进行实时监测。
目前，荧光成像技术已广泛应用于生物成像领域。
例如，通过对荧光探针进行修饰可以实现追踪细胞内靶向蛋白的位置和数量变化。
另外，也可以利用区分染料将荧光探针标记在目标组织或器官上，对活体组织进行成像，例如常用的绿色荧光蛋白标记法可用于对小鼠的肿瘤成像。
二、疾病诊断荧光探针在疾病诊断领域具有广泛的应用前景。
例如，利用荧光探针可以快速、灵敏地检测肿瘤标志物，并可通过变色或发出荧光信号来快速确定样本是否含肿瘤标志物。
另外，荧光探针还有助于检测传染病和其他疾病的特征分子。
例如，利用荧光探针检测人类免疫缺陷病毒（HIV）的核酸，在实验室中已经被广泛运用。
此外，荧光探针还可以用于检测侵略性细胞癌，对癌细胞进行区分和定位，在癌症预后和治疗中有着极其重要的作用。
三、药物设计荧光探针在药物设计中也扮演着非常重要的角色。
通过对荧光探针的药效学研究，可以预测药物的疗效和毒性，也可以设计出更有效的药物。
例如，荧光探针可以用于合成特定的药物分子，同时也可以用于药物分子的靶向性、选择性和药效的测定。
此外，利用荧光探针进行药物代谢动力学的研究，可以了解药物的代谢途径和代谢速率，为临床用药提供重要参考。
四、分子生物学研究荧光探针在分子生物学研究中也广泛应用。
荧光探针可以用于分析细胞内、细胞外生物分子的形态、结构和聚合程度等多个方面。
例如，荧光标记的抗体可以用于检测蛋白质，荧光标记的RNA探针可以用于检测RNA序列，荧光标记的染色体探针可以用于检测DNA序列等。
细胞原位荧光探针技术的应用
细胞原位荧光探针技术的应用细胞原位荧光探针技术是一种目前非常常用的生物学手段，它可以用来研究细胞的活动及其病理生理过程。
这种技术是利用荧光标记在生物分子体内体外的过程中产生的发光现象，通过观测这种荧光信号，可以对分子和细胞的内部情况进行定量和定位的分析。
下面我们将从荧光探针的分类、工作原理、在细胞研究中的应用等方面进行阐述。
一、荧光探针分类荧光探针可以分为天然荧光素和人工荧光素两种。
天然荧光素是指能够及时转化为有效荧光指示剂的生物物质，如钙离子荧光素、蛋白质荧光素、核酸荧光素等。
由于天然荧光素的自发发光较弱，因此常常通过人工修饰和化学改性来加强其亮度和稳定性。
人工荧光素则是指根据需要，人工合成的已知结构、已知性质的荧光物质，主要包含有荧光染料、荧光蛋白、单量子点等。
二、荧光探针工作原理荧光探针的工作原理是经过一系列的光学、物理和化学过程而实现的。
在实验中，荧光探针要先与相应的生物分子结合形成荧光探针-生物分子复合物，通过激发复合物所在的样品，使得分子中的原子处于激发态，然后返回基态时则会放出能量为单色的光子。
其发射峰值一般与其吸收峰值相近。
三、在细胞研究中的应用荧光探针技术在细胞研究中有着广泛的应用，以下列举其中两个明确的例子：1. 钙离子探针荧光染料fura-2作为一种广泛应用的钙离子探针，在细胞内的钙离子浓度监测中得到广泛的应用。
fura-2荧光探针可以用于近膜域的组织，分析钙离子的振荡、升高和下降，并且具有较高的敏感度。
fura-2主要用于研究钙离子与与许多生理功能的关系。
2. 活细胞成像荧光蛋白作为活细胞成像荧光探针被广泛应用，如绿色荧光蛋白用于研究线粒体膜电位的变化，荧光蛋白用于研究酸碱度的变化等，其实用范围非常广泛。
荧光蛋白作为一种发光蛋白，具有很好的荧光亮度和稳定性。
利用荧光蛋白还可以对活细胞进行追踪、分子定位和病变检测。
四、细胞原位荧光探针技术的优点使用细胞原位荧光探针技术进行细胞研究有几大优点：1、灵敏度高：荧光探针可以在很少的分子浓度下进行测试，所以可以精确地测量生物分子活动的过程。
荧光探针的应用领域
荧光探针的应用领域荧光探针的应用领域非常广泛，多用于生物医学、药物研发、环境监测、化学分析等领域。
以下是具体应用领域的介绍：1. 生物医学领域荧光探针被广泛应用于生物医学领域，如细胞成像、蛋白质分析、细胞代谢、细胞状态监测等。
1.1. 细胞成像荧光探针可以用于活体细胞和组织成像，通过改变荧光探针的结构和化学性质，可以使其在不同条件下发出不同的荧光信号，实现对不同细胞器和代谢过程的成像。
1.2. 蛋白质分析荧光探针可以用于蛋白质的分析，如蛋白质的抑制、激活、结合等，可以通过观察荧光强度的变化来监测蛋白质的功能。
荧光探针也可以用于细胞代谢的研究，如酶的反应、离子浓度变化等。
1.4. 细胞状态监测荧光探针还可以用于监测细胞状态的变化，例如细胞凋亡、活性氧的产生等重要过程。
2. 药物研发领域荧光探针也被广泛应用于药物研发领域，包括药物吸收、代谢和药效学等方面。
2.1. 药物吸收荧光探针可以用于药物吸收的研究，包括药物在不同场景下的吸附和释放，可以通过观察荧光信号的改变来解析不同方案下的药物吸收动力学。
荧光探针还可以用于药物代谢的研究，包括药物代谢产物的分析和代谢酶的活性测定等。
3. 环境监测领域荧光探针还可以用于环境监测领域，例如对污染物的探测、水质监测等。
3.1. 污染物检测荧光探针可以用于检测污染物，如重金属离子、有机污染物、农药等。
4. 化学分析领域荧光探针在化学分析领域也有广泛应用，如对有机分子的监测、金属配合物的分析等。
4.2. 金属配合物的分析荧光探针还可以用于金属配合物的分析，例如锌、铜等金属的配合物检测。
总之，荧光探针在生物医学、药物研发、环境监测、化学分析等多个领域有着广泛应用。
它能快速、准确地检测目标物质，成为这些领域中不可或缺的重要工具。
分析化学中的荧光探针在生物成像中的应用研究
分析化学中的荧光探针在生物成像中的应用研究荧光探针是一种在分析化学中广泛应用的工具，它可以通过发射荧光信号来检测和分析样品中的化学物质。
在生物医学领域，荧光探针也被广泛应用于生物成像中，用于研究生物分子的定位、分布和相互作用等，为生物学研究提供了重要的工具和方法。
荧光探针的应用在生物成像中有着广泛的应用。
首先，荧光探针可以用于定位和追踪生物分子。
通过标记荧光探针，可以将其引入到生物体内，然后利用荧光显微镜等技术观察荧光信号的分布和变化，从而了解生物分子在细胞和组织中的定位和迁移。
例如，科学家们可以利用荧光探针标记细胞器，如线粒体、内质网等，以研究它们在细胞中的分布和功能。
其次，荧光探针还可以用于研究生物分子的相互作用。
生物分子之间的相互作用对于生物体内的生命活动起着重要的调控作用。
荧光探针可以通过与目标分子发生特异性的结合或反应来实现对其相互作用的研究。
例如，科学家们可以利用荧光共振能量转移技术（FRET）来研究蛋白质之间的相互作用。
通过将两个荧光探针标记在目标蛋白质的不同位置上，当这两个荧光探针之间的距离满足一定条件时，能量可以从一个荧光探针传递到另一个荧光探针，从而发生荧光共振能量转移。
通过测量这种能量转移的效率，可以研究蛋白质之间的相互作用。
此外，荧光探针还可以用于检测和分析生物体内的化学物质。
许多荧光探针具有对特定化学物质的选择性和灵敏性，可以通过与目标化学物质发生特异性的结合或反应来实现对其的检测和分析。
例如，科学家们可以利用荧光探针来检测细胞内的离子浓度的变化，如钙离子、氢离子等。
通过选择合适的荧光探针，可以实现对这些离子浓度的高灵敏度和高时空分辨率的检测。
然而，荧光探针在生物成像中也存在一些挑战和限制。
首先，荧光探针的选择性和灵敏性需要进一步提高。
目前已经开发出了许多具有不同特性和功能的荧光探针，但仍然需要更多的研究来提高其选择性和灵敏性，以满足对生物体内复杂化学物质的检测和分析的需求。
细胞生物学中的同步荧光成像技术
细胞生物学中的同步荧光成像技术在细胞生物学中，同步荧光成像技术是一种非常先进的技术，它可以用来观察活动的细胞，检测细胞信号通路，研究分子相互作用等。
这项技术最初是在20世纪90年代开发的，自此以后，它已经发展成为了一种重要的细胞生物学工具。
同步荧光成像技术的原理很简单，就是将细胞或者细胞内的分子用节点标记，然后用荧光显微镜拍摄连续的图像，通过分析这些图像的特征和变化来研究细胞的活动和分子间的相互作用。
在使用同步荧光成像技术的过程中，最重要的是要选择合适的荧光探针。
荧光探针是一种可以与细胞内的分子结合的化学物质，当它与某些分子结合时，就会发出荧光。
一些常见的荧光探针包括绿色荧光蛋白（GFP），红色荧光蛋白（RFP），黄色荧光蛋白（YFP）等。
当细胞或者细胞内的分子被标记后，同步荧光成像就可以开始了。
这项技术主要包括两个步骤：先用荧光显微镜拍摄连续的图像，然后使用专门的软件分析这些图像的特征和变化。
最终可以得出有关细胞或者分子活动的许多重要信息。
同步荧光成像技术可以用于多种细胞生物学研究，其中比较重要的包括：细胞漂移、细胞分裂、细胞凋亡、分子相互作用、膜通透性、信号传导等。
下面我们来详细介绍一下它们是如何使用同步荧光成像技术研究的。
细胞漂移是指细胞从一个位置移动到另一个位置的过程。
研究细胞漂移通常使用细胞标记剂将细胞表面或细胞内的分子标记，然后通过连续拍摄荧光图像来观察细胞的移动过程。
研究表明，细胞漂移是与细胞粘附和细胞运动的活跃强度密切相关的。
细胞分裂是细胞周期的一个重要阶段，这个过程需要细胞内部的多种分子互相协作。
同步荧光成像技术可以用来研究细胞分裂的过程和每个步骤中的分子相互作用。
例如，可以使用荧光蛋白将细胞内蛋白质标记，然后连续拍摄图像来观察细胞分裂的过程。
细胞凋亡是细胞自我死亡的过程，通常涉及到一系列的生化反应。
同步荧光成像技术可以被用来研究细胞凋亡中的信号通路以及相关的细胞分子相互作用。
荧光探针的研究及应用
荧光探针的研究及应用随着科技的不断发展，荧光探针逐渐成为生命科学研究领域中不可缺少的重要工具。
荧光探针是一种能够发射出荧光信号的分子，在分子生物学、生物医学和化学生物学等领域中有着广泛的应用。
它们可以被用来研究细胞内的分子相互作用、识别生物分子、分析细胞功能，并可以在体内用作活体成像和药物筛选的工具。
本文将简要介绍荧光探针的基本原理、常见的荧光探针类型和其在生物学研究中的应用。
一、荧光探针的基本原理荧光探针的基本原理是荧光共振能量转移（FRET），其通过将荧光分子与生物分子（生物样品）耦合，使两者之间发生相互作用，从而产生能量转移。
FRET 能量转移是从能量接受者的激发态到另一个分子的荧光染料的发射态的一种非辐射性能量转移。
在FRET中，激发荧光染料的光子会被共振耦合到另一个染料的激发态，从而使其发出荧光光子。
这样，在激发荧光染料的时候，可以用荧光染料的荧光光子来检测另一个染料的存在和位置。
荧光探针对于荧光光子的发射特征和其它的生化参数是很敏感的，所以它们可以被用来探测各种细胞和分子。
二、常见的荧光探针类型1. 荧光染料：荧光染料是最常见的荧光探针类型之一，它们有着广泛的应用，可以被用来标记蛋白质、核酸等生物分子。
常见的荧光染料包括荧光素、草铵膦、偶氮染料等。
2. 荧光蛋白：荧光蛋白是一种具有自发荧光性质的蛋白质，其最早源自于水母Aequorea victoria。
荧光蛋白可以用来跟踪胞内或胞外的重要过程，如蛋白质、核酸合成、信号传递等。
3. 量子点：量子点是一种半导体纳米粒子，具有窄的发射光谱、强的光稳定性和较大的荧光量子产率。
这些特点使得量子点成为新一代高亮度及高灵敏度的荧光探针。
三、荧光探针在生物学研究中的应用荧光探针广泛地应用于细胞内信息传递、化学生物学、生物传感、药物筛选和临床诊断等方面。
以下为举几个常见的案例：1. 细胞内信息传递：荧光探针可被用于研究细胞内信号转导、磷酸化和蛋白质相互作用等过程。
荧光探针在细胞成像中的应用与发展
荧光探针在细胞成像中的应用与发展随着科技的进步和人们对于细胞研究的深入，细胞成像技术也逐渐得到了广泛应用。
细胞成像技术可以在体外或者体内观察细胞的各种生理进程，如细胞运动、分裂、凋亡等等。
而荧光探针作为细胞成像技术的重要工具，其应用范围越来越广泛，同时也在不断地发展与改进。
一、荧光探针在细胞成像中的应用荧光探针的主要作用是通过激发发射荧光分子来完成对待测分子或细胞组织的成像。
荧光探针的优点在于其非损伤性、高灵敏度、高空间分辨率等方面的特点。
在细胞成像中，荧光探针可以用于实时或高通量成像、亚细胞成像、功能成像等多个方面。
1.实时或高通量成像实时成像是指能够在不停歇的过程中观察细胞内的各种生物分子或过程，比如细胞内蛋白质的结构和功能变化。
荧光探针的高灵敏度和非损伤性质使得其成为实时成像的重要工具。
高通量成像则是指在相对短时间内同时对多个样本进行成像。
通过荧光探针的应用，高通量成像可以实现快速大规模数据的采集和分析。
2.亚细胞成像亚细胞成像是指观察及记录细胞内小分子在亚细胞级别上的分布和行为，如钙离子的扩散、小分子转移、蛋白间相互作用等。
荧光探针可以针对不同的亚细胞结构和分子特征进行定位，从而实现亚细胞级别的成像和分析。
3.功能成像功能成像是指通过成像技术结合功能分析，记录和分析细胞或组织中生物学分子和细胞功能的活动。
这种技术被广泛应用于药物筛选、生物分子功能研究、疾病诊断等多个领域。
荧光探针在功能成像中的应用则主要是借助其灵敏度和可选择性来探测不同细胞的药物反应、代谢变化等。
二、荧光探针的发展随着生命科学和化学领域的不断交叉与融合，荧光探针也呈现出不断发展和更新的趋势。
目前，荧光探针的设计和研发已经涵盖了各个方面，不仅有传统的小分子荧光探针，还有基于生物分子和介导不同转录、翻译进程等过程的荧光探针。
1.基于小分子的荧光探针小分子荧光探针直接与待测分子结合，借助荧光变化实现对目标分子的检测。
而最常用的小分子荧光探针包括螨草素、荧光素、荧光素同工异构体等。
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活体荧光材料---绿色荧光蛋 白（GFP）
GFP须在UV激发下才发出绿色荧光 GFP分子量小（20kD），其融合蛋白不影
响结合蛋白的生物学功能，转染的细胞可 继续传代
Stratagene升级版Vitality hrGFP II绿
色荧光蛋白更明亮，毒性更低，成为哺乳
动物细胞相关研究的最佳选择
（3）1,4-二偶氮双环【2,2,2】-辛烷（DABCO）： 非离子性、稳定性的抗淬灭剂，价格便宜且容易使 用，可用于体内研究。
抗荧光淬灭试剂盒
（分子探针公司）
ProLong抗淬灭试剂盒 SlowFade和SlowFade Light抗淬灭试剂盒
（1） SlowFade：可使黄色荧光淬灭
（2） SlowFade Light：改善SlowFade不足
避免储存时间过长
荧光淬灭的作用因素
光照射 荧光物质的分子与外部分子形成非荧光
的络合物
共振能量的转移
溶剂种类、pH值
温度
抗淬灭剂
常用的抗荧光淬灭剂 （1）p-笨二胺（PPD）：最有效抗淬灭剂之一，但 对光和热都有较强的敏感性；有毒性，不宜体内研 究。
（2）n-丙基没食子酸盐（NPG）：无毒性，对光和 热稳定，但抗荧光漂白的效果不如PPD。
（三）线粒体膜电位的检测
线粒体在细胞凋亡的过程中起着枢纽作用，多种
细胞凋亡剌激因子均可诱导不同的细胞发生凋亡 ，而线粒体跨膜电位的下降，被认为是细胞凋亡 级联反应过程中最早发生的事件。
线粒体跨膜电位的存在，使一些亲脂性阳离子荧
光染料等可结合到线粒体基质，其荧光的增强或 减弱说明线粒体内膜电负性的增高或降低。
吖啶橙（AO）：阳离子荧光探针，与DNA
结合时，最大发射波长为525nm；与RNA结 合时，最大发射波长为650nm Hoechst荧光探针： （1）特异性强，专一性地与DNA结合 （2）细胞毒性小 （3）5-溴脱氧尿核苷（BrdU）与DNA结合 ，可使Hoechst探针的荧光淬灭，因而可用 于检测BrdU处理过的活细胞的增殖状态
G-肌动蛋白荧光探针
脱氧核糖核酸酶I（DNase I）能与G-肌动
蛋白结合。当DNase I标记上荧光素、四甲 基罗丹明或Texas红等荧光基团即成为荧光 探针
荧光素DNase I与BONIPY鬼笔环肽结合应用
，可同时观察F-肌动蛋白和G-肌动蛋白
微管蛋白荧光探针
荧光素秋水仙碱探针：秋水仙碱可特异性地与微管
激发态
释放能量
基态
能够发射荧光的物质同时具备两个条件：
1）有强的紫外-可见吸收 2）有一定的荧光效率
荧光效率
定义: 荧光物质分子将光能转变成荧光的
百分率 计算公式:
发射荧光的光量子数（荧光强度）
荧光效率=
吸收光的光量子数（激发光强度）
荧光效率越高，荧光强度越强。
荧光的淬灭及抗淬灭
淬灭定义: 荧光物质在某些理化因素作
激发波长为490nm，发射波长为527nm，呈绿色荧 光；当浓度升高或线粒体膜电位升高时，JC-1形 成J-聚体，呈红色荧光，激发波长为490nm，发 射波长为590nm；
JC-1是检测活细胞线粒体膜电位最合适的探针。
Rhodamine 123
是一种能渗入细胞，带阳离子的荧光探针 线粒体被Rhodamine 123染成绿色
DAPI荧光染料
（1）与双链DNA结合时，荧光强度增强20倍 ；与单链DNA结合无荧光的增强； （2）荧光强度比Hoechst低，但光稳定性强 于Hoechst （3）DAPI选择性地与DNA相结合，其特异性 比EB和PI高 二氢乙锭荧光染料 与DNA结合后产生蓝色荧光。若进入的活细胞 能使二氢乙锭脱氢氧化为乙锭，则乙锭插入DNA 链中发出红色荧光
钙调节及活性的荧光探针
钙调蛋白荧光探针
钙的类似物如三氯化铽或其它三价镧
系化合物可被激发荧光，它们能与钙
调蛋白I和II位点相结合
加入Nd3+可使这类探针的荧光淬灭
研究钙调蛋白时，可配合应用钙调蛋
白拮抗剂如W-5、W-7等
蛋白激酶C（PKC）荧光探针
佛波乙酸酯荧光探针：佛波乙酸酯能与PKC特异
性结合，BPDIPY、Dansyl和NBD标记的佛波乙酸 酯即为荧光探针。 Dansyl佛波酯的荧光随其与
PKC的结合而增强； BPDIPY佛波酯的荧光不易受
环境影响
乙酰辅酶A荧光探针：乙酰辅酶A能调节PKC的二
酰基甘油活性，标记上荧光后可间接监测蛋白激
酶C的活性
钙离子荧光探针
钙荧光探针均以钙螯合剂EGTA为基础
细胞凋亡过程中细胞核染色质的形态学改变分为三期: 1期的细胞核呈波纹状或呈折缝样，部分染色质出现浓 缩状态；IIa期细胞核的染色质高度凝聚、边缘化； IIb期的细胞核裂解为碎块，产生凋亡小体
（二）磷脂酰丝氨酸外翻分析 （Annexin-V）
磷脂酰丝氨酸（PS）正常位于细胞膜的内侧，但在细
胞凋亡的早期，PS可从细胞膜的内侧翻转到细胞膜的 表面，暴露在细胞外环境中。Annexin-V是一种分子量 Ca2+依赖性磷脂结合蛋白，能与PS高亲和力特异性结 合。将Annexin-V进行荧光素（FITC）标记，以标记了 的Annexin-V作为荧光探针，利用流式细胞仪或荧光显 微镜可检测细胞凋亡的发生。 碘化丙锭（PI）是一种核酸染料，它不能透过完整的 细胞膜，但在凋亡中晚期的细胞和死细胞，PI能够透 过细胞膜而使细胞核红染。因此将Annexin-V与PI匹配 使用，就可以将凋亡早晚期的细胞以及死细胞区分开 来。
而合成的，它们与钙结合的部位均位 于羧基，结合后即有荧光变化。至今 已有三代钙荧光探针。 第一代：quin-2 第二代：Indo-1和Fura-2 这两代钙的探针均需要紫外线激发
第三代：Fura-3
Fura-3的酯化形式即乙酰羟甲基酯（AM
），不发荧光，但能透过细胞膜，在胞内
的非特异性酯酶作用下水解AM，与游离钙
内质网荧光探针
内质网的荧光探针主要有
：DiOC6(3)、DiOC5(3)、 DiIC16(3)、DiIC18(3)
DiOC6(3)
激发波长为459nm，发射波长为584nm 不仅用于标记活细胞内质网，也用于甲醛固定的细
胞中的内质网
DiOC6(3)进入细胞内与内质网结合，在激光激发下
NBD Ceramide：呈绿色荧光，激发波长为
464nm，发射波长为532nm，适用于活细胞 和固定细胞染色
BODIPY Ceramide：呈红色荧光，激发波
长为505nm，发射波长为511nm。既可用荧
光显微镜观察，也可用电子显微镜观察。
细胞骨架荧光探针
细胞骨架主要包括微管、微丝
和中间丝，而微丝主要由细肌 丝（肌动蛋白为主）和粗肌丝 （肌球蛋白为主）组成 着重介绍肌动蛋白及微管蛋白 的荧光探针
即用型：储存于甘油中
浓缩型：用于不适合用甘油作为封片剂的实验中
常见的荧光染料（探针）
细胞器荧光探针
线粒体荧光探针
线粒体荧光探针主要有：JC-1、Rhodamine
123、Rhodamine 6G、DiOC7(3)、DASPMI和 DASPEI等
JC-1
JC-1在浓度或线粒体膜电位低时，以单体存在，
荧光技术 在细胞凋亡研究中的运用
（一）荧光显微镜和共聚焦激光扫描显微 镜观察
常用的DNA特异性染料有: HO33342(Hoechst
33342)、HO33258(Hoechst33258)、DAPI。紫外 光激发时发射明亮的蓝色荧光 Hoechst是与 DNA 特异结合的活性染料，储荐 液用蒸馆水配成 1mg/ml 的浓度，使用时用PBS 稀释成终浓度为 0.2-0.5mg/ml DAPI用于常规固定细胞的染色。储存液用蒸馆 水配成成 1mg/ml 的浓度，使用终浓度一般 0.5mg/ml
发出绿色荧光，根据内质网的形态学特征很容易识
别
培养细胞染色时，将适量DiOC6(3)加到培养液中。
DiOC5(3)
也属于短链碳酸花氰苷染料，其染色特点及用途与
DiOC6(3)相似
DiIC16(3)、DiIC18(3)
激发波长为550nm，发射波长为564nm，均
呈黄色荧光
高尔基体荧光探针
荧光探针在细胞生物学中的运用
王世鄂 福建医科大学基础医学院
荧光及发光原理
光致发光：物质受到光照射时，除吸收 某种波长的光之外还会发射出比原来所 吸收的波长更长的光，这种现象称为光 致发光。
荧光：物质分子接受光子能量被激发后， 从激发态的最低振动能级返回基态时发
射出的光。
荧光的产生
基态
光辐射
相结合，荧光增强。
核酸荧光探针
它们能以非共价键的方式与DNA/
RNA相结合
根据能否穿透膜渗入活细胞内，
分为：胞膜透过性和非透过性核
酸探针
透性核酸荧光探和死细胞的RNA和 DNA均可进行染色 （2）可分为蓝色、绿色、橙色和红色等颜色染 料 （3）SYTO绿色染料是一种细胞透性的对RNA进行 专一性染色的染料
（四）TUNEL法
ROS检测
2’7’-二氯荧光黄双乙酸盐（DCFH-DA）对氧化剂
不敏感，但其具有亲脂性，能够自由扩散进入细胞 内，进入细胞后被酯酶水解为亲水性不发荧光的 2’7’- 二氯氢化荧光素（ DCFH ），从而保留在胞 质中。DCFH易被细胞质中的活性氧自由基（主要是 过氧化氢）氧化为具有荧光的DCF，DCF的量与细胞
与亲脂性Rhodamine及碳酸花氰苷染料不
同，Rhodamine不能染色内质网
当细胞反复冲洗时， Rhodamine 123通常