技術干貨：活體成像中熒光染料的選擇與成像

上期文章中，我們介紹了活體成像實驗中熒光蛋白的選擇方法，熒光蛋白在腫瘤細胞株篩選、病毒載體表達、轉基因小鼠構建等應用中被廣泛使用（點擊查看詳解）。在藥物分布、納米顆粒示蹤、干細胞追蹤等實驗中，往往需要用熒光染料對材料或細胞進行標記。本期為大家介紹活體成像實驗中常用的熒光染料！
 
Cy5.5（Ex/Em：678/701 nm）和Cy7（Ex/Em：749/776 nm）是對分子標記的最優(yōu)選擇之一；DiD（Ex/Em：644/663 nm）、DiR（Ex/Em：748/780）染料則常用于活體成像實驗中對細胞進行標記。
 
 一、Cy5.5 、Cy7

Cy5.5 、Cy7避開了可見光區(qū)，在生物組織中的穿透深度較大。水和血紅蛋白對700～900 nm的光吸收都很少，使得近紅外光可以穿透組織內(nèi)部多達15 cm。同時，這類染料還擁有紫外光區(qū)染料和同位素標記無法具備的生物安全性。
 
Cyanine 5.5性質(zhì)

• Ex(nm)：678
• Em(nm)：701
• 分子量：1153.20
• 溶劑：DMSO
• 結構式：

   

• 光譜性質(zhì)

   
Cyanine7 Hydrazide性質(zhì)

• Ex(nm)：749
• Em(nm)：776
• 分子量：924.92
• 溶劑：DMSO
• 結構式：

   

• 光譜性質(zhì)

 
二、DiD、DiR細胞膜熒光探針 
 
DiD（紅色熒光染料）是親脂性熒光染料家族成員之一，它可以用來標記細胞膜和其它脂溶性生物結構。當DiD與細胞膜結合后，其熒光強度大大增強。這類染料有著很高的淬滅常數(shù)和激發(fā)態(tài)壽命。一旦對細胞染色，會在整個細胞膜上擴散，最佳濃度可以使整個細胞膜染色。DiD可以用來對活細胞進行成像和流式分析。
 
DiR（近紅外熒光染料）是一個親脂性的花青染料。常用于標記細胞質(zhì)膜。DiR 的兩個18-碳鏈插入到細胞膜，從而進行特定的、穩(wěn)定的細胞染色，幾乎不會發(fā)生細胞間的染料轉移。DiR和其他細胞膜熒光染料如 DiI（橙色熒光），DiO（綠色熒光），DiD（紅色熒光）配合使用，為多色成像和流式細胞分析提供了有效的工具。
 
DiD性質(zhì)

• Ex(nm)：644
• Em(nm)：663
• 分子量：1052.1
• 溶劑：可溶于乙醇、DMF和DMSO
• 結構式：

   
DiR性質(zhì)

• Ex(nm)：748
• Em(nm)：780
• 分子量：1013.39
• 溶劑：可溶于乙醇、DMF和DMSO
• 結構式：

   
對分子或細胞成功標記后，接下來需要進行成像，獲取實驗數(shù)據(jù)。這個環(huán)節(jié)當然少不了FOBI整體熒光成像系統(tǒng)，內(nèi)置4種熒光通道和高清真彩色CCD，可對各種常用場景進行高質(zhì)量成像！
   
 三、FOBI應用案例
 
標記Cy5.5、Cy7藥物

藥物偶聯(lián)熒光染料后，體外觀察是首要步驟。圖為FOBI整體熒光成像系統(tǒng)標記Cy5.5、Cy7的藥物在體外成像的結果，中間為陰性對照。
 
將藥物用于體內(nèi)實驗，通過活體成像可判斷藥物的腫瘤靶向性。下圖為使用FOBI標記Cy5.5的藥物靶向皮下實體腫瘤。  
標記DiD染料

使用DiD染料在體外對免疫細胞進行標記，小鼠足墊注射后，成像觀察免疫細胞遷移至淋巴結。下圖為使用FOBI標記DiD的免疫細胞遷移至淋巴結。
 
使用DiD染料在體外對干細胞進行標記，尾靜脈回輸后，成像觀察到干細胞主要分布在肝臟和肺臟。下圖為使用FOBI標記DiD的干細胞募集至肝臟和肺臟。
 
以上就是常用熒光染料介紹及FOBI的應用案例展示。下期為大家整理關于活體成像技術的問題與難點。