荧光染料的作用过程吸收激发光：当荧光染料暴露在特定波长的激发光下时，染料分子中的电子吸收光子的能量，从基态跃迁到激发态。这个过程非常迅速，通常在飞秒到皮秒的时间尺度内完成25。激发态的电子弛豫：处于激发态的电子不稳定，会通过各种方式释放能量，回到基态。这个过程包括内部转换和振动弛豫等。内部转换是指激发态的电子通过无辐射跃迁的方式回到能量较低的激发态，而振动弛豫则是指激发态的电子通过与周围分子的碰撞等方式，将多余的能量转化为分子的振动能，从而使电子处于激发态的比较低振动能级35。发射荧光：当激发态的电子回到基态时，会发射出荧光。荧光的波长通常比激发光的波长更长，这是因为在发射荧光的过程中，电子释放的能量一部分以热能的形式散失，导致发射的光子能量较低，波长较长。PAT 结合了光学的高对比度和声学的高分辨率的优势，在近红外光波段，血红蛋白有较高的吸收系数。中国香港荧光染料Cy5.5
化学稳定性方面的差异芳香环融合BOPHYs：具有6,5,6,6,5,6-六环稠合环的新型红色α-苯并稠合BOPHY和具有5,5,6,6,5,5-六环稠合环的β-噻吩稠合BOPHY，与母体BOPHY相比，具有很高的化学稳定性1116。这些染料通过多种表征手段，如NMR光谱、HRMS、X射线结构分析、循环伏安法和光学测量等，证实了其化学稳定性。芳环稠合导致HOMO能级显著提高，有效扩展了π共轭，赋予了这些染料独特的结构和吸引人的光物理性质，同时也提高了其化学稳定性。对称双偶氮苯红色染料：两种新型对称双偶氮苯红色染料末端带有吸电子或给电子基团，具有良好的溶解性、优异的化学和热稳定性。在溶液和固态下均具有荧光性13。这表明特定的化学结构设计可以使荧光染料具有较高的化学稳定性。天津荧光染料激发实时动态成像对于研究动物体内的生理和病理过程具有重要意义。
浓度测量方法：文献12提出了一种简单而通用的测量活细胞内荧光标记目标分子的细胞内浓度的方法。该方法基于染料荧光与量子产率和分子数量成正比的常识，通过已知浓度的一种染料和未知浓度的另一种染料的荧光比例以及特定的比例系数来确定未知染料的浓度。例如，在测量神经元中荧光标记的蛋白质浓度时，通过这种方法可以进行快速、廉价且可靠的定量分析13。自组织状态空间模型的应用：文献13提出了一种同时测量荧光强度和荧光信号的方法来估算细胞内Ca探针的浓度，并提出了细胞内Ca〜（2+）动力学、膜电流测量过程和荧光信号强度测量过程被描述为状态空间模型，进而扩展为自组织状态空间模型，用粒子滤波法进行估计，通过数值实验验证了该方法的有效性，可以估计细胞内钙离子指示剂染料的浓度和钙离子浓度的时间过程。
肿瘤细胞成像：近红外荧光染料IR-780具备使多种肾透明细胞*细胞显像的能力，对正常肾胚上皮细胞则无此能力，可用于血液中肾透明细胞*细胞的特异性诊断。这为肿瘤细胞的检测和诊断提供了新的方法21。疾病标志物检测：设计合成的近红外荧光探针RB-Phenylacrylate(NOF1)，用于高选择性和高灵敏度检测半胱氨酸(Cys)，并成功应用于活细胞、斑马鱼和小鼠中半胱氨酸的近红外荧光成像检测。近红外荧光探针RB-Phenyldiphenylphosphinate(NOF2)用于过氧亚硝酸根的荧光成像，实现了活细胞和小鼠炎症模型中ONOO⁻的荧光成像检测。这些探针为疾病标志物的检测和成像提供了新的手段23。四、支持超分辨率成像新型近红外氧杂蒽荧光染料如KRhs，可用于超分辨率成像。KRhs显示出强烈的近红外发射峰，在700nm处具有高荧光量子产率，且在没有增强缓冲液的帮助下，表现出随机荧光开关特性，支持单荧光团的时间分辨定位。KRhs被功能化为KRh-MitoFix、KRh-Mem和KRh-Halo，分别具有线粒体、质膜和融合蛋白靶向能力，可用于活细胞中这些目标的超分辨率成像20。使用双重荧光染料标记的氧化铁磁性纳米颗粒（MNP），研究荧光检测在程度上可以反映其在生物动物中的命运。
GFP替代化学荧光染料的启示：直到大约20年前，科学家依赖于化学荧光染料使生物分子可见。随后化学方法因GFP（一种发光的绿色水母蛋白）而取代。科学家使用遗传伎俩将GFP粘在其他细胞蛋白上，这种方式使研究人员更简单地追踪显微镜下的蛋白质运动而不使用昂贵的合成染料。然而，GFP是一种相对“笨重的”分子，从有限的天然氨基酸中构成，并不总是很明亮。这表明可以通过调整染料结构来优化性能，使其更加明亮且便于使用2025。三、定制荧光染料基于混合标记和矩阵评分方法：对亲和力和动力学的定量评估是开发（以受体为靶标）放射性示踪剂的关键组成部分。对于荧光示踪剂，目前尚不进行这种评估，而荧光组分化学成分的（小）变化可能会对荧光示踪剂的总体性能产生重大影响。同时包含放射性标记和荧光染料的混合成像标记可用于评估目标示踪剂的亲和力（荧光标记）和体内分布（放射性标记）。提出了一种基于混合标记和基于矩阵的评分方法，该方法能够定量评估（总体）电荷和荧光标记的亲脂性对alpha（v）beta（3）-整合素靶向示踪剂（体内）特征的影响。显示荧光染料的系统化学变化导致不同杂交示踪剂的体内分布存在明显差异。噁嗪衍生物荧光染料由于其在动物神经成像方面的潜在应用价值，近年来受到了关注。抗体荧光染料
荧光染料在动物成像中发挥着至关重要的作用。中国香港荧光染料Cy5.5
多模态融合成像动物成像技术的一个重要发展方向是多模态融合成像。不同的成像技术具有各自的优势，如X射线CT和超声图像具有较高的空间分辨率并提供解剖信息，而PET、SPECT和荧光成像则提供功能信息12。将这些技术融合在一起，可以同时获得动物的解剖结构和生物学功能信息，为疾病诊断和研究提供更***的视角。例如，开发新型动物摇篮可以实现多种成像模型（如正电子发射断层扫描（PET）/计算断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）的融合成像，同时可以对多只小鼠进行成像，提高了成像的效率和通量4。此外，动物功能性磁共振成像（fMRI）也在不断发展，与其他成像技术的结合将为研究动物大脑活动和神经疾病提供更强大的工具13中国香港荧光染料Cy5.5
