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。荧光开关在荧光探针、超分辨荧光成像及防伪等领域都有广泛的应用。浙江细胞荧光染料
在聚合物纳米颗粒中的稳定性：量子点被提议作为稳定的荧光标记，并与其他有机染料（尼罗红和DiI）在聚合物纳米颗粒中的包封、在不同水性或亲脂性介质中的扩散以及光稳定性方面进行了比较1015。体外转移到亲水PBS溶液中显示，8小时后，量子点、尼罗红和DiI纳米颗粒分别释放出4.2±2.2%、15.5±2.0%和0.9±0.02%。然而，在亲脂性介质中链甘油三酯和人工皮脂中，所有使用的染料都观察到更高的扩散速率。三种不同标记物的荧光强度在24小时内保持稳定。连续激光束照射使用共聚焦激光扫描显微镜表明，量子点比其他有机染料具有更高的稳定性。这表明在不同的环境中，不同化学结构的荧光染料稳定性存在差异。在分散荧光染料色浆中的稳定性：以苯并吡喃类分散荧光染料和萘磺酸类阴离子分散剂为原料，通过湿磨法制备分散荧光染料色浆。山东流式细胞荧光染料通过将大肠杆菌与有机荧光染料尼罗红共孵育，在超分辨率显微镜下实现了大肠杆菌细胞壁的荧光标记。
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。
荧光染料具有独特的光学特性，能够在特定波长的激发光下发出特定波长的荧光。根据其化学结构和性质，可分为以下几类：有机荧光染料：萘酰亚胺、苯并吩嗯嗪和苯并吩噻嗪类染料：这类染料具有优异的光化学、物理特性和高的荧光量子产率，在生物领域具有广泛的应用，包括生物成像和光动力***29。罗丹明染料：具有良好的光学物理性质，自诞生以来就被广泛应用于生物技术中作为荧光标记物或用于生物分子的检测。其分子设计中具有疾病***功能（如**和细菌***）的罗丹明衍生物近年来引起了越来越多的研究关注33。氟硼荧光染料（BODIPYdyes）：是传统的有机小分子染料，具有易于改性的结构和可调节的光物理性质。经过合理设计的BODIPY能通过多种方式制备成可用于**光学成像和光学***的纳米粒子37。碳点纳米组装体：生态友好且高荧光的碳点纳米组装体因其多样化的生物应用而备受关注，尤其在对抗环境和人类健康问题方面。例如，从柿子果实中制备的高荧光氮掺杂碳点（PCDs），通过一步水热反应无需任何溶剂制备而成，具有良好的水溶性和生物相容性，可用于生物成像和***活性筛选30。荧光染料作为一种重要的科研和应用工具，近年来得到了广泛的关注和研究。
可视化经络：向人体穴位（PC5、PC6和PC7）和非穴位对照处注射两种荧光染料（荧光素钠和吲哚菁绿，以评估在人体中是否也能观察到过去40年动物研究中示踪染料在特定皮肤点注射后产生与针灸经络密切对齐的线性迁移现象。结果表明，在PC6注射的19次荧光素试验中，有15次（79%）染料沿与心包经密切匹配的路径向近端缓慢扩散，并在穴位PC3处近端出现并合并。PC6对照处注射两种染料均未产生任何***的线性通路跟踪药物生物分布：合成并制备各种染料纳米颗粒，通过体内荧光成像测定研究Bel-7402**瘤小鼠对荧光纳米颗粒的生物分布，结果表明某些染料纳米颗粒可以反映紫杉醇的组织分布，基于这些结果可以为药物分布调查和疾病靶向***中选择染料提供指导。用于量子点标记**成像：量子点是一类新型的荧光标记物，其独特的光学性质使其成为有吸引力的体内标记物，可用于深层组织成像。通过荧光扩散断层扫描（FDT）方法对CdTe/CdSe-核/壳荧光纳米晶体进行实验，展示了将含有量子点的胶囊放入小动物食管中模拟标记**的死后实验结果，并应用基于计算比较大曲率零点的算法处理荧光图像以检测荧光包含物的边界，证明了FDT方法在人类组织或人类**动物模型中对深层荧光**成像的潜在能力。开发具有光学可调基团的新的稳定近红外染料平台，结合染料筛选和合理的设计策略来消除错误信号。小动物荧光染料纳米
染料的细胞毒性也会影响其在细胞内的稳定性。浙江细胞荧光染料
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。浙江细胞荧光染料
