[VIP第1年] 指数:3
在近红外二区的应用潜力动态成像：通过扩展π共轭和增强分子内电荷转移效应，开发了一系列新的基于氧杂蒽的近红外二区染料，如VIXs。其中，VIX-4具有在1210nm的荧光发射和高亮度，可用于动态成像小鼠的血液循环，具有高时空分辨率，能够区分动脉和静脉，并测量血流体积22。***成像研究：设计构建了若干基于氧杂蒽骨架的近红外二区荧光团（命名为VIX），开展了其在***成像中的应用研究。例如，探针VIX-S在水和固体形式都能发出近红外二区荧光（约1057nm），且展现了较好的抗淬灭效果、化学稳定性和光稳定性，成为推荐的生物成像探针。基于探针VIX-S的小鼠***成像研究表明，该探针具有特异性地在脾脏中积累的特点，能够对***小鼠的脾脏进行成像，为动物***的脾脏研究提供新的工具25。综上所述，新型近红外氧杂蒽荧光染料在细胞荧光成像中具有避免生物组织自发荧光干扰、良好的细胞靶向荧光标记效果、用于特定细胞和疾病的检测与成像、支持超分辨率成像以及在近红外二区的应用潜力等广阔的应用前景。荧光染料在细胞内离子浓度测量中起着重要的作用，不同种类的荧光染料在测量细胞内离子浓度时存在具体差异。天津脂溶荧光染料
一、化学结构不同的化学结构会导致荧光染料具有不同的稳定性。例如：含杂环结构的荧光染料：一些研究表明，含有苯并咪唑、苯并噻唑和苯并恶唑等杂环芳香染料修饰的壳聚糖衍生物具有良好的热稳定性和抗紫外辐射性能2。这是因为杂环结构可能会影响染料的电子分布和分子间相互作用，从而提高其稳定性。具有特定取代基的染料：五甲川菁荧光染料中位引入电子给体对氨基苯或对羟基苯后，具有较高的光稳定性9。氨基降低了菁染料分子的激发态寿命，光稳定性与激发态寿命成负相关。这说明特定的取代基可以改变染料的光稳定性。二、制备方法制备方法也会对荧光染料的稳定性产生影响。例如：湿磨法制备分散荧光染料色浆：以苯并吡喃类分散荧光染料和萘磺酸类阴离子分散剂为原料，通过湿磨法制备分散荧光染料色浆。研究发现，随研磨时间延长，分散荧光染料色浆的粒径和荧光强度均有所降低。但分散荧光桃红BG染料色浆离心稳定性和热稳定性较好，更加适用于喷墨印花墨水的配制。中国香港荧光染料DIR将近红外荧光染料置于一定强度的连续光照下，观察其荧光强度随时间的变化。
动物成像技术不仅在医学研究中具有重要应用，还可以拓展到其他领域。例如，在动物生产中，红外热成像（IRT）技术作为一种方便、高效、非接触式的温度测量技术，已经广泛应用于监测动物表面和**解剖区域的温度、诊断早期疾病和炎症、监测动物应激水平、识别发情和排卵以及诊断怀孕和动物福利等方面11。未来，随着技术的不断发展，IRT技术可能会在动物生产中发挥更大的作用。在大动物皮层神经元在体成像研究中，新兴技术如磁共振成像（MRI）、电生理方法和光学成像的应用，提高了神经元成像的分辨率和深度，还能够实时跟踪神经元活动17。这为理解大脑功能和神经系统疾病提供了新的途径，也为动物成像技术在神经科学领域的应用拓展了新的方向。综上所述，动物成像技术在未来具有多方面的潜在发展方向，包括提高空间分辨率和灵敏度、多模态融合成像、实时动态成像、标准化和质量控制以及拓展应用领域等。这些发展方向将为动物研究和医学研究提供更强大的工具，推动生命科学的发展。
近红外荧光成像：一些荧光染料在近红外区域发射荧光，具有组织穿透能力强的优势。例如，苯并吩噻嗪类近红外光敏剂通过***溶酶体-膜破坏途径，利用PDT辐射产生的超氧化物（Ⅰ型）和1O2（Ⅱ型）来消融肿瘤细胞。该系列光敏剂ET-NB-C12在体外和体内*****中表现出突出的***性能29。基于塞来昔布和苯并吩噁嗪的近红外发射（700nm）荧光探针（NB-C6-CCB），在COX-2高表达的肿瘤细胞或组织中发射出近红外荧光，用于检测细胞内高尔基体中COX-2酶29。光控开关与药物释放检测：设计的***药物递送系统，以NaYF4：Yb3+，Tm3+上转换纳米晶为荧光源，并将其用静电纺丝的方式掺杂在介孔二氧化硅纤维中。通过低温氧化处理保留了纤维的出色的荧光性能和柔性，并在载药后的纤维的孔洞处加装光控开关。通过二次载药，使得纤维可以载有更多的抗**药品。与传统药物递送系统相比，该载药系统可在近红外光控制下释放药物，并且利用FRET原理，实时的检测药物释放量。合成了一系列中位引入电子给体对氨基苯或对羟基苯的五甲川菁染料。
结构修饰以适应不同条件增强对特定生物标志物的敏感性：Lysophosphatidicacids(LPA)是几种生理过程的关键生物标志物。为了更好地检测LPA，合成了带有结构适应性的苯乙烯基吡啶鎓染料，通过详细研究结构对聚集诱导荧光猝灭程度的影响，使其在水性介质中对LPA具有增强的亲和力。光谱研究结合时间分辨荧光测定揭示了激基缔合物形成对荧光探针的荧光猝灭机制的贡献。DFT计算支持了结构对检测灵敏度影响的实验观察22。改变供、吸电子基团：二胺基二苯甲酸酯（DAT）具有双重推拉电子结构、分子内氢键，使其具有优异的荧光特性。通过改变DAT的供、吸电子基团可以改变单苯环荧光染料的荧光发光行为。例如，在供电子基团上引入氧原子或在胺基上引入吸电子的单、双Troc基团，降低供电子能力，使得染料荧光光谱蓝移。化合物2、7、8用于化学变色荧光墨水，在书写中可以实现颜色从橙黄色依次到黄绿色、无色的转变29。综上所述，通过引入特定基团、调整结构、定制染料、优化合成方法以及进行结构修饰等方式，可以有效地改变荧光染料的分子结构，从而优化其性能，满足不同领域的应用需求。粒子介导的荧光染料的弹道递送标记机制。安徽天津荧光染料
荧光染料的发展方向主要包括提高亮度和稳定性、拓展应用领域以及优化分子结构等方面。天津脂溶荧光染料
传统方法与新方法对比：传统的全局染料处理方法在测量细胞内离子浓度时，存在信噪比低的问题，尤其是在检测低浓度离子时。文献10指出“荧光染料通常用于生化测量，例如pH和离子浓度。它们，特别是当用于检测低浓度的离子时，具有较低的信噪比（SNR）”。而新的方法，如使用少量的荧光染料涂层磁性纳米颗粒进行点播，可以准确地聚集纳米颗粒，从而在细胞内局部区域内进行荧光染料的细胞内测量，能够实现明显更高的SNR和更低的细胞毒性11。磁微操纵系统的应用：与现有的产生大群（几个微米以上）或无法将产生的群移动到任意位置的磁微操纵系统不同，文献10中发明了一种五极磁微操纵系统和技术来产生小群（例如1µm；能够产生从0.52µm到52.7µm的磁群，误差＜7.5％）并精确定位小群（位置控制精度：0.76µm）。这种系统可以使用不同的荧光染料涂层磁性纳米颗粒进行细胞内离子浓度的定位测量。天津脂溶荧光染料
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