熒光染料簡(jiǎn)介及分類(lèi)（羅丹明，熒光素，香豆素，多環(huán)芳烴類(lèi)，NBD-胺類(lèi)，萘酰亞胺類(lèi)及衍生物，BODIPY類(lèi)，菁染料類(lèi)，噻嗪和噁嗪類(lèi)）

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。熒光染料可以單獨(dú)使用，也可以組合成復(fù)合熒光染料使用。有機(jī)熒光材料在生物成像方面是一類(lèi)應(yīng)用性很強(qiáng)的發(fā)光材料，在近幾年飛速發(fā)展的研究進(jìn)展中，有機(jī)熒光染料已被廣泛應(yīng)用于標(biāo)記蛋白質(zhì)、DNA檢測(cè)和環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域。有機(jī)熒光材料基于單光子激發(fā)過(guò)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)。

熒光染料的種類(lèi)繁多，其中羅丹明和熒光素是應(yīng)用廣泛的兩種熒光染料，已有大量文獻(xiàn)對(duì)這兩種熒光染料的性能和應(yīng)用進(jìn)行了研究和探討。常見(jiàn)的熒光染料還有香豆素類(lèi)、多環(huán)芳烴類(lèi)，NBD-胺類(lèi)，萘酰亞胺類(lèi)、BODIPY類(lèi)、菁染料、噻嗪和噁嗪類(lèi)的染料等：

羅丹明及衍生物：

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)。其常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖。

熒光素及衍生物：

熒光素是常見(jiàn)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）�？墒乖S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。其常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖。

香豆素及衍生物

香豆素染料本身沒(méi)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。其常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖。
 

多環(huán)芳烴類(lèi)

多環(huán)芳烴的顏色、熒光性和溶解性主要與多環(huán)芳烴的共扼體系和分子苯環(huán)的排列方式有關(guān).隨p電子數(shù)的增多和p電子離域性的增強(qiáng)，顏色加深、熒光性增強(qiáng)，紫外吸收光譜中的比較大吸收波長(zhǎng)也明顯向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。其常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖。

NBD-胺類(lèi)

苯并呋咱類(lèi)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。常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖。

萘酰亞胺類(lèi)

萘酰亞胺類(lèi)染料多應(yīng)用于生物方面的研究，例如與DNA 相結(jié)合。利用萘酰亞胺類(lèi)染料的特殊性質(zhì)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>DNA 嵌入材料，在生物標(biāo)記等方面的應(yīng)用性很強(qiáng)，并且萘酰亞胺類(lèi)染料熒光量子效率高，因此，萘酰亞胺類(lèi)染料可被廣泛應(yīng)用于生物標(biāo)記物領(lǐng)域。常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖。

BODIPY類(lèi)

該類(lèi)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。其常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖。

菁染料類(lèi)

菁染料的比較大吸收波長(zhǎng)較大，λ的數(shù)值都會(huì)超過(guò)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(guò)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。常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖。

噻嗪和噁嗪類(lèi)

這類(lèi)小分子染料具有合成難度低，在近紅外區(qū)就有比較大吸收以及發(fā)射等優(yōu)勢(shì)，但是這類(lèi)小分子染料的熒光量子效率低。常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖。

綜上，在選用熒光染料的時(shí)候一般要根據(jù)比較大激發(fā)波長(zhǎng)，感應(yīng)靈敏度，穩(wěn)定性，還有量子效率等方面入手，選擇適合的染料進(jìn)行操作。

染料的cas介紹：

羅丹明B異硫氰酸酯       CAS: 36877-69-7
熒光素5(6)-異硫氰酸酯    CAS: 27072-45-3
4-(氯甲基)-7-羥基香豆素    CAS: 25392-41-0

丹磺酰-甘氨酸             CAS: 1091-85-6
CY7.5酸                  CAS: 1686147-68-1
NBD-PZ (4-硝基-7-哌嗪-2,1,3-苯并惡二唑)    CAS: 139332-66-4

小編zhn2021.04.22