有机荧光染料近红外有机荧光染料：优势：发射波长在近红外区域的荧光染料，如近红外二区荧光染料（NIR-Ⅱ，1000～1700nm），由于其发射波长较长，光散射和组织自发荧光干扰较少，在生物组织成像中具有更高的时空分辨率和更深的成像深度13。例如，WenShi和其同事在中国科学院开发的一系列基于呫吨的染料（VIXs），其中VIX-4在波长超过1200nm处发出荧光，被用于小鼠的血液循环成像。研究人员将VIX-4封装在脂质体中，注射到小鼠的尾静脉，展示了该染料在生物成像中的良好性能12。应用场景：适用于需要深度成像和高分辨率的生物医学研究，如**检测、血管成像等。具有聚集诱导发光（AIE）特性的有机荧光染料：优势：相对传统的因聚集导致荧光猝灭（ACQ）的染料，AIE染料在生物成像和诊断中受到越来越多的关注。例如，将具有AIE特性的染料BPMT和具有ACQ特性的染料硼二吡咯亚甲基（BODIPY）分别制成纳米粒子（ANPs和BNPs）进行对比研究。结果表明，**负载BODIPY的BNPs（BNP1）能有效聚集在**组织中，实现长期无创成像，而高负载BPMT的ANP4生物成像能力较差。这说明通过巧妙运用纳米技术，可将ACQ效应的弱点转化为优势，实现高效的靶向**成像16。荧光染料在细胞内离子浓度测量中起着重要的作用，不同种类的荧光染料在测量细胞内离子浓度时存在具体差异。蛋白质荧光染料DIO
近红外荧光成像：一些荧光染料在近红外区域发射荧光，具有组织穿透能力强的优势。例如，苯并吩噻嗪类近红外光敏剂通过***溶酶体-膜破坏途径，利用PDT辐射产生的超氧化物（Ⅰ型）和1O2（Ⅱ型）来消融肿瘤细胞。该系列光敏剂ET-NB-C12在体外和体内*****中表现出突出的***性能29。基于塞来昔布和苯并吩噁嗪的近红外发射（700nm）荧光探针（NB-C6-CCB），在COX-2高表达的肿瘤细胞或组织中发射出近红外荧光，用于检测细胞内高尔基体中COX-2酶29。光控开关与药物释放检测：设计的***药物递送系统，以NaYF4：Yb3+，Tm3+上转换纳米晶为荧光源，并将其用静电纺丝的方式掺杂在介孔二氧化硅纤维中。通过低温氧化处理保留了纤维的出色的荧光性能和柔性，并在载药后的纤维的孔洞处加装光控开关。通过二次载药，使得纤维可以载有更多的抗**药品。与传统药物递送系统相比，该载药系统可在近红外光控制下释放药物，并且利用FRET原理，实时的检测药物释放量。中国香港光声荧光染料DiOLISTIC 染色标记机制。
共振成像（MRI）：如文献《优化实验动物眼部磁共振成像技术》中提到，选用了5只健康的SD大鼠，利用。通过精确的定位和细致的扫描参数调整，对比了T2WI与FLASH两种成像技术，以评估图像质量。研究结果显示，利用大鼠头部线圈结合精确的定位技术，成功获得了高质量位置统一的眼部MRI图像。FLASH序列在眼部结构成像中展现出更高的信噪比（SNR），从而提供了更为清晰的图像和更丰富的组织细节1。MRI技术的优点在于具有高分辨率、无辐射损伤等特点，可以提供软组织的详细结构信息。但同时，MRI设备昂贵，扫描时间较长，对动物的配合度要求较高。正电子发射断层扫描（PET）/计算断层扫描（CT）：在文献《开发新型动物摇篮的小动物多重成像方式：采集和评估高通量多鼠成像》中，提到开发了一种可以修改和调整以适应多种成像模型（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）的新型动物摇篮。可以使用这种新开发的摇篮来获取具有PET/MRI和PET/CT图像的高吞吐量多鼠成像（MMI）的融合图像4。PET/CT结合了PET的功能成像和CT的解剖成像优势，可以同时提供动物体内的代谢信息和解剖结构信息。但该技术需要使用放射性示踪剂，对动物有一定的辐射风险。
传统方法与新方法对比：传统的全局染料处理方法在测量细胞内离子浓度时，存在信噪比低的问题，尤其是在检测低浓度离子时。文献10指出“荧光染料通常用于生化测量，例如pH和离子浓度。它们，特别是当用于检测低浓度的离子时，具有较低的信噪比（SNR）”。而新的方法，如使用少量的荧光染料涂层磁性纳米颗粒进行点播，可以准确地聚集纳米颗粒，从而在细胞内局部区域内进行荧光染料的细胞内测量，能够实现明显更高的SNR和更低的细胞毒性11。磁微操纵系统的应用：与现有的产生大群（几个微米以上）或无法将产生的群移动到任意位置的磁微操纵系统不同，文献10中发明了一种五极磁微操纵系统和技术来产生小群（例如1µm；能够产生从0.52µm到52.7µm的磁群，误差＜7.5％）并精确定位小群（位置控制精度：0.76µm）。这种系统可以使用不同的荧光染料涂层磁性纳米颗粒进行细胞内离子浓度的定位测量。不同结构修饰的噁嗪衍生物荧光染料的发色强度和荧光强度也有所不同。
提高空间分辨率和灵敏度目前，动物成像技术在不断追求更高的空间分辨率和灵敏度。例如，正电子发射断层扫描（PET）成像创新中，深度交互（DOI）测量技术在辐射传感器中的应用，有望在保持高空间分辨率的同时显著提高灵敏度16。通过开发基于新型半导体光电探测器（如硅光电倍增管SiPMs）的DOI探测器，可以实现亚毫米级的空间分辨率，接近PET成像的理论极限。这将使得对动物体内微小结构和生物过程的观测更加清晰和准确。小动物PET技术也面临着提高空间分辨率的挑战，新的探测器技术不断发展，有望降低空间分辨率的极限15。这将为研究动物体内的分子过程和疾病机制提供更精细的图像信息。电压敏感型荧光染料标记机制。化合物荧光染料细胞膜
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。蛋白质荧光染料DIO
DiI染料标记机制DiI（1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanineperchlorate）是一种亲脂性的荧光染料，常用于神经元标记。在大鼠中，通过结晶状的荧光DiI可以对牙初级传入神经元（DPANs）进行逆行荧光标记。在小鼠中，虽然也可以使用DiI进行标记，但之前*能使用Fluoro-Gold这种具有神经毒性的荧光染料，且其膜穿透特性优于碳菁染料。后来研究人员对DiI在大鼠中的标记技术进行了重新评估，旨在将其应用于小鼠。新型的DiI配方具有改进的穿透性能和染色效率，可以评估轴突染料从应用部位到三叉神经节的运输速度、染色的DPANs数量以及荧光强度。其标记机制主要是利用DiI的亲脂性，能够与神经元细胞膜结合，随着轴突的运输而扩散到神经元的各个部位，从而实现对神经元的标记。蛋白质荧光染料DIO
