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荧光标记

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一，什么是荧光标记

荧光标记是指将荧光染料(荧光基团或荧光素)选择性地共价结合或物理吸附在所要研究分子的某个基团上的方法。利用其荧光特性来提供被研究对象的信息。

二，荧光的产生

此类化学物质能从外界吸收并储存能量（如光能、化学能等）而进入激发态，当其从激发态再回复到基态时，过剩的能量可以电磁辐射的形式放射（即发光）。 

荧光发射的特点是：可产生荧光的分子或原子在接受能量后即刻引起发光；而一旦停止供能，发光（荧光）现象也随之在瞬间内消失。 

可以引起发荧光的能量种类很多，由光激发所引起的荧光称为致荧光。由化学应所引起的称为化学荧光，由X线或阴极射线引起的分别称为X线荧光或阴极射线荧光。

三、荧光效率 

荧光分子不会将全部吸收的光能都转变成荧光，总或多或少地以其他形式释放。荧光效率是指荧光分子将吸收的光能转变成荧光的百分率，与发射荧光光量子的数值成正比。 

荧光效率＝发射荧光的光量分子数（荧光强度）／吸收光的光量子数（激发光强度） 

发射荧光的光量子数亦即荧光强度，除受激发光强度影响外，也与激发光的波长有关。各个荧光分子有其特定的吸收光谱和发射光谱（荧光光谱），即在某一特定波长处有最大吸收峰和最大发射峰。选择激发光波长量接近于荧光分子的最大吸收峰波长，且测定光波量接近于最大发射光波峰时，得到的荧光强度也最大。 

四、荧光的猝灭 

荧光分子的辐射能力在受到激发光较长时间的照射后会减弱甚至猝灭，这是由于激发态分子的电子不能回复到基态，所吸收的能量无法以荧光的形式发射。一些化合物有天然的荧光猝灭作用而被用作猝灭剂，以消除不需用的荧光。因此荧光物质的保存应注意避免光（特别是紫外光）的直接照射和与其他化合物的接触。在荧光抗体技术中常用一些非荧的色素物质如亚甲蓝、碱性复红。伊文思蓝或低浓度的过锰酸钾、碘溶液等对标本进行得当复染，以减弱非特异性荧光本质，使特异荧光更突出显示。 

五、常见荧光素

荧光染料种类很多，目前常用于标记抗体的荧光素有以下几种：异硫氰酸荧光素，四乙基罗丹明，四甲基异硫氰酸罗丹明，酶作用后产生荧光的物质。目前荧光素广发应用在免疫荧光、免疫荧光染色实验中。

1、异硫氰酸荧光素，简称“FITC”。是一种小分子荧光素，其效率取决于于溶液的pH值，因此，在使用FITC时应注意溶液的酸碱度。FITC分子量为389.4，最大吸收光波长为490～495nm，最大发射光波长为520～530nm，呈现明亮的黄绿色荧光。

FITC在冷暗干燥处可保存多年，是目前应用最广泛的荧光素。其主要优点是人眼对黄绿色较为敏感，通常切片标本中的绿色荧光少于红色。

2、藻红蛋白，简称“PE”。相对分子质量较大，约为240kD，最大吸收峰为564nm，当使用488nm激光激发时其发射荧光峰值约为576nm，故可能会对其它大探针产生空间位阻。但PE的化学结构非常稳定，有很高的荧光效率，并易与抗体分子结合。需要注意的是PE作为天然染料，因来源不同可能造成荧光素结构上的微小差别，导致其特征的不一致。

3、PI和EB。两者都具有嵌入到双链DNA和RNA的碱基对中并与碱基对结合的特异性。为了获得特异的DNA分布，染色前必须用RNA酶处理细胞，排除双链RNA的干扰。PI和EB不能进入完整的细胞膜，因此，又可以用于检测死活细胞。PI和EB各种理化性质相似，但PI比EB的发射光光谱峰向长波方向移动，因而在做DNA和蛋白质双参数测量时，PI的红色荧光和FITC的绿色荧光更易于区分和测量。另外，PI比EB测得的DNA分布的变异系统（CV值）低，所以PI得到更广泛的应用。

4、其它荧光素

单激光束三色荧光分析时，要求单激光激发，所选择的三种荧光素的发射光波长应该有所不同。除FITC（发射绿光）、PE（发射橙光）外，还应选择发射红光或深红光的藻红蛋白－花青素（phycoerythrin and cyanidinPC5)、叶绿素蛋白（peridinin chorophyll protein，PerCP）或藻红蛋白－德克萨斯红（phycoerythrin and Texas Red tandem，ECD）。因为这些荧光素在受到488nm的蓝光激发后，均发射出红色光或深红色的发射光。

（1）PC5和ECD是由在空间结构上互补的两个荧光素分子通过共价键结合而成，组成一个荧光分子。PC5由PE和cyanidin 5组成，ECD由PE和Texas Red组成。他们前一个分子的发射光波谱与后一个分子的激发光波谱相重合，这样，当前一个分子受激光激发后，产生的发射光可直接激发后一个分子，最后由后一个分子的发射光体现出整个组合的荧光特性。因此，此组成上说是两个分子，但表现为一个分子的物理性质。

（2）PerCP是从一种生活于深海区域的鞭毛虫中发现的色素，其功能为将可渗透入深海的落光传递至鞭毛虫的叶绿素发色基团，进而发出红光。需注意的是PerCP为单个分子。

（3）别藻蓝蛋白（allophycocyanin，APC）和花青素5（cyanidin 5，Cy5）这两种荧光素的激发光波长要求在630nm左右，需第二根激光来激发。