為了使用熒光標(biāo)記物獲得最佳結(jié)果,必須考慮幾個因素。
首先,這是激發(fā)光源:為了減少樣品自發(fā)熒光可能產(chǎn)生的干擾,激發(fā)波長優(yōu)選在550 nm甚至600 nm以上。除了減少背景之外,紅色光譜范圍在處理活細(xì)胞時也具有優(yōu)勢,因為可以減少損傷。
其次,熒光標(biāo)記應(yīng)在激發(fā)波長下具有強(qiáng)吸收以及高熒光量子產(chǎn)率。消光系數(shù)和熒光量子產(chǎn)率的乘積通常稱為染料的“亮度"。
染料的熒光效率在光譜的藍(lán)色和綠色區(qū)域最高。在某些情況下,量子產(chǎn)率幾乎達(dá)到100%的理論極限。對于更長的波長,發(fā)射的量子產(chǎn)率急劇下降,尤其是在水溶液中。然而, ATTO-TEC已成功開發(fā)出即使在 650 nm 下也具有高量子產(chǎn)率的熒光標(biāo)記。例如,ATTO 647N在水溶液中發(fā)出的熒光強(qiáng)度是舊花青染料 Cy5 ™的兩倍。ATTO 647N和 Cy5 ™的相對熒光強(qiáng)度。PBS 水溶液1 cm 池中相應(yīng)吸收最大值處的吸光度為 0.04。22 °C 時兩個吸收光譜(相同吸收)交叉處的熒光激發(fā)。
最后,標(biāo)記物的發(fā)射光譜應(yīng)與所用濾光片組的傳輸相匹配。反過來,必須選擇濾光片組,使其阻擋樣品散射的激發(fā)光并允許熒光盡可能有效地通過。
當(dāng)使用波長為 635 nm 的二極管激光器作為激發(fā)源以及在 650 nm 至 750 nm 之間具有高透射率的濾光片組時,例如ATTO 647N將是一個非常好的選擇。從ATTO染料列表可以看出, ATTO647N635 nm處具有高消光系數(shù),接近吸收曲線最大值的波長,以及優(yōu)異的熒光量子產(chǎn)率(η fl = 65%)。
下表概述了一些常用的激勵源和推薦的ATTO標(biāo)簽。
光源 | 發(fā)射線 | 適用染料 |
---|---|---|
水銀蒸氣燈 | 365納米 405納米 436 納米 546納米 577納米 | ATTO 390 ATTO 425、ATTO 430LS ATTO 425、ATTO 430LS、ATTO 465 ATTO 550、ATTO 565 ATTO Rho12、ATTO Rho101、ATTO 590 ATTO Rho13、ATTO 594、ATTO 610、ATTO Rho14 |
氬離子激光器 | 488nm 514nm | ATTO 488、ATTO 490LS ATTO 514、ATTO 520 ATTO 514、ATTO 490LS、ATTO 520 ATTO 532、ATTO 542 |
Nd:YAG 激光器, 倍頻 | 532納米 | ATTO 532、ATTO Rho6G、ATTO 542 ATTO 550、ATTO 565、ATTO Rho11、ATTO Rho12 |
氦氖激光器 | 633納米 | ATTO 643、ATTO 633、ATTO 647、 ATTO 647 N、ATTO 655 |
氪離子激光器 | 647nm 676nm | ATTO 643 ATTO 647、ATTO 647 N、ATTO 655、 ATTO Oxa12、ATTO 665、ATTO 680 ATTO 680、ATTO 700、ATTO 725、ATTO 740 |
二極管激光器 | 635納米 | ATTO 633、ATTO 643、ATTO 647、 ATTO 647 N、ATTO 655 |
熒光標(biāo)記物的特性
然而,應(yīng)該注意的是,除了已經(jīng)討論的光學(xué)考慮因素之外,選擇標(biāo)記時其他因素也很重要,例如染料的 pH 依賴性光學(xué)和化學(xué)特性、其溶解度、光和化學(xué)特性穩(wěn)定性、發(fā)色團(tuán)的大小或連接體的長度等,其涉及或滿足各自應(yīng)用的要求。這些特性與染料作為熒光標(biāo)記物的適用性非常相關(guān)。
最重要的是,染料在照射過程中保持完整。許多常見的標(biāo)記,例如熒光素衍生物 FITC,具有非常低的光穩(wěn)定性。因此,當(dāng)長時間觀察過程時,使用高強(qiáng)度激光激發(fā)時成像的靈敏度和質(zhì)量會受到限制。這對于顯微鏡和其他基于共焦原理的技術(shù)(例如單細(xì)胞的檢測)來說是一個嚴(yán)重的缺點。與一些常用的舊染料相比,新型ATTO標(biāo)簽的設(shè)計即使在長時間暴露后也顯著更加穩(wěn)定。
ATTO 655與傳統(tǒng) Cy5的光穩(wěn)定性比較TM在水里。使用 250 W 鹵鎢燈照射,聚焦到 1 cm 池中。消光與照射持續(xù)時間。
許多常見的熒光標(biāo)記物即使在沒有照射的情況下(即在黑暗中)也會分解,特別是當(dāng)暴露于實驗室大氣中的低濃度臭氧時。在相同的臭氧暴露條件下,染料ATTO 647N和ATTO 655的穩(wěn)定性比花青染料 Cy5 TM和 Alexa647 TM長 100 倍。這在微陣列應(yīng)用中非常重要,因為染料分子位于表面,因此直接暴露在大氣中。
緊湊而強(qiáng)大的激光二極管現(xiàn)在覆蓋了光譜的整個可見光和近紅外部分。它們已作為非常有效的激發(fā)源進(jìn)入許多應(yīng)用/設(shè)備,并越來越多地取代傳統(tǒng)光源。
如果沒有最大吸收與現(xiàn)有激發(fā)源的波長完*對應(yīng)的標(biāo)記,則應(yīng)選擇波長稍長的染料。吸收會稍微降低,但激發(fā)波長和熒光光譜之間的較大差異(與激發(fā)波長無關(guān))具有在檢測過程中更好地分離散射激發(fā)光的優(yōu)點。