荧光染料是指吸收某一波长的光波后能发射出另一波长大于吸收光的光波的物质。它们大多是含有苯环或杂环并带有共轭双键的化合物。可以单独使用，也可组合成复合荧光染料使用。
有机荧光材料在生物成像方面是种应用性很强的发光材料，可广泛应用于荧光免疫，荧光探针，细胞染色等。包括特异性DNA染色、标记蛋白质、活体成像和环境检测等领域研究。
一、 BODIPY类
Bodipy氟化硼二吡咯类荧光染料相对比于荧光素、罗丹明或者菁染料有着较高的量子产率、高摩尔消光系数、良好的光学稳定性和对PH不敏感的优点被广泛应用于生物标记、荧光探针及生物成像。
该类染料激发波长较长，一般都处于红外区。BODIPY 的光谱峰宽比较窄，对光的感应度很高，荧光染料的光稳定性能非常优越，分子的荧光量子产率非常高，一般都能达到0.6。
二、 罗丹明类
罗丹明是由3、6位氨基取代的氧杂蒽母体与9位碳原子取代芳基构成的一类有机荧光染料。经典的罗丹明染料如罗丹明B、罗丹明6G、罗丹明101的吸收/发射波长在可见光区（500～600nm），不适于生物体荧光成像。
罗丹明可用作生物荧光染色剂的一种由三苯甲烷衍生的染料。在水中的溶解性较好，有吸收、发射波长较长(一般>500 nm)，光稳定较好，荧光量子产率高等优点。
三、 荧光素及衍生物：
荧光素是常见的荧光染料之一。与强碱反应生成荧光素盐，易溶于水，并有强烈绿色荧光，荧光量子产率0.65（pH=7水溶液）。可使许多生物具有荧光的物质。它与ATP形成复合物（荧光素腺苷），然后再与荧光素酶(Luciferase)结合。
四、 菁染料类：
菁染料的最大吸收波长较大，λ的数值都会超过600 nm，因此，菁染料在近红外区应用于荧光标记效果很理想。同样，通过引入不同的基团，对菁染料的母体结构有很大影响，从而改变菁染料的光谱性质。另外，菁染料的荧光量子效率相比其他染料较低。
此外，菁染料（聚甲川菁染料）是一类优良的荧光染料，由奇数个碳原子组成共振次甲基（甲川基）共轭链并被两个含氮杂环封端构成的一类共轭有机小分子体系。
菁染料通常都是疏水，为了增加这类染料的亲水性，我们往往会引入强亲水性的磺酸基团来改善其水溶性，Cy5 NHS ester（疏水性），Sulfo-Cy5 NHS ester（亲水性）。
五、 香豆素类：
香豆素染料本身没有荧光，但它与某些取代基结合后会发出荧光，香豆素染料中不同位置与不同取代基结合后，其荧光强度会发生变化。香豆素染料的Stokes 位移大、光稳定性好、对细胞的穿透能力强，因此香豆素染料可应用于细胞学等生物领域。
六、 近红外荧光染料：
近红外荧光染料用于生物成像时，除了具有近红外吸收/发射波长、还荧光具有良好的水溶性和较低的生物毒性，特异的组织或细胞靶向性以及良好的细胞穿透性等，从而达到更安全、、灵敏的荧光成像目的。
为了提高近红外荧光染料的水溶性和生物相容性和较低的生物毒性，可以将一种高分子聚合物材料-聚乙二醇（PEG）修饰到荧光染料上，常见的有CY3-PEG-MAL, Cy5-PEG-NH2,Rhodamine B-PEG-NHS, CY7-PEG-COOH等等，经过PEG修饰后的荧光染料还具有较长时间的体内循环。
七、 NBD胺类
苯并呋咱类化合物是一种较强的荧光标记物。能与氨基化合物在碱性条件下发生衍生化反应，条件简单，反应时间短，衍生物稳定性好，荧光检测器测定时干扰峰少，灵敏度高。
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