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

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。熒光染料可以單獨使用，也可以組合成復合熒光染料使用。有機熒光材料在生物成像方面是一類應用性很強的發光材料，在近幾年飛速發展的研究進展中，有機熒光染料已被廣泛應用于標記蛋白質、DNA檢測和環境檢測等領域。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。

熒光染料的種類繁多，其中羅丹明和熒光素是應用廣泛的兩種熒光染料，已有大量文獻對這兩種熒光染料的性能和應用進行了研究和探討。常見的熒光染料還有香豆素類、多環芳烴類，NBD-胺類，萘酰亞胺類、BODIPY類、菁染料、噻嗪和噁嗪類的染料等：

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、發射波長較長(一般>500?nm)，光穩定較好，熒光量子產率高等優點。其常見結構如圖。

熒光素及衍生物：

熒光素是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。其常見結構如圖。

香豆素及衍生物

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。其常見結構如圖。
 

多環芳烴類

多環芳烴的顏色、熒光性和溶解性主要與多環芳烴的共扼體系和分子苯環的排列方式有關.隨p電子數的增多和p電子離域性的增強，顏色加深、熒光性增強，紫外吸收光譜中的比較大吸收波長也明顯向長波方向移動。其常見結構如圖。

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。常見結構如圖。

萘酰亞胺類

萘酰亞胺類染料多應用于生物方面的研究，例如與DNA 相結合。利用萘酰亞胺類染料的特殊性質，將其轉變為DNA 嵌入材料，在生物標記等方面的應用性很強，并且萘酰亞胺類染料熒光量子效率高，因此，萘酰亞胺類染料可被廣泛應用于生物標記物領域。常見結構如圖。

BODIPY類

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。其常見結構如圖。

菁染料類

菁染料的比較大吸收波長較大，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。常見結構如圖。

噻嗪和噁嗪類

這類小分子染料具有合成難度低，在近紅外區就有比較大吸收以及發射等優勢，但是這類小分子染料的熒光量子效率低。常見結構如圖。

綜上，在選用熒光染料的時候一般要根據比較大激發波長，感應靈敏度，穩定性，還有量子效率等方面入手，選擇適合的染料進行操作。

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