李世琴，安文汀，李荣霞，赵俊红，焦勇

（山西大学分子科学研究所，太原 030006）

1 引言

生物成像是一个多学科交融、多技术集成、发展迅速、应用广泛的新兴领域。以核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)和计算机体层摄影(Computed Tomography,CT)为代表，生物医学成像在临床诊断上发挥着不可替代的重要作用［1］。

生物荧光成像是近年来发展较快、引人瞩目的生物成像方向之一。荧光技术因其快捷、灵敏、重复性好、无放射性，多个光物理参量（如激发波长、发射波长、荧光强度、荧光寿命、发射各向异性）可用于检测等优点，在生命科学研究中获得了广泛应用［2-3］。荧光探针是生物荧光成像的核心技术之一。目前为止，荧光探针可大体上分为：（1）化学类：有机染料，纳米材料（含半导体量子点、上转换稀土纳米粒子、贵金属粒子、纳米钻石等），以及金属配合物（含稀土配合物）等；（2）生物类：藻胆蛋白，基因编码荧光蛋白 （如Green Fluorescent Protein,GFP）， 分子灯标（Molecular Beacon，一类发卡结构的寡聚核苷酸荧光探针）等。本文仅对目前应用最为广泛的有机染料和研究最为活跃的半导体量子点及上转换稀土纳米粒子等化学类荧光探针，从发光机制、设计发展策略、合成制备方法以及生物成像应用实例等方面，予以简要评述。

2 生物成像用荧光探针的一般属性

一般地，适用于生物成像的荧光探针须具备以下性质：

（1）光物理性质：便于激发和检测，不会与生物基质同时被激发，生物背景干扰小；较高的摩尔消光系数和荧光量子产率；

（2）化学性质：在相关缓冲液、细胞培养液或体液中较好的溶解性；……