Fluolab🔬【JACS】高亮度、高温定性，一种染料通式，实现免洗、近红外的多细胞器超分辨成像
✨ 引言
荧光成像是揭示生命活动的“显影剂”，从追踪细胞膜到观察线粒体活动，这项技术已广泛服务于疾病诊断、药物筛选和基础研究。然而，传统荧光染料（如氰碱类）在结构设计、成像效率和生物适应性方面仍存在诸多限制。
如今，一项发表在 JACS 的最新研究打破桎梏：研究团队首次将“硼-氟”结构（BFI）引入传统氰碱染料架构，打造出全新中性染料平台——BCy 染料，实现了从设计理念到应用场景的全方位进化！
🧬 研究背景与目标
氰碱染料因其高吸光度与近红外发光特性，被广泛用于生物成像。但它们的弱点也显而易见：
- 通常带正电，容易“偏爱”线粒体，其他胞器染色效率不佳
- 光稳定性差，难以长时间拍摄
- 常需清洗步骤，影响活细胞实验的便捷性和成像质量
这项研究的核心目标，是重构传统染料结构，实现：
- 多器官靶向性
- 高亮度和强光稳定性
- 免洗染色能力
- 可调控响应性（如pH、H₂O₂）
🌟 主要发现
🚧 结构重建：从“带电”到“中性”的转变
研究团队采用 硼-氟桥接吲哚啉（BFI） 替代原有阳离子吲哚结构，构建出中性染料平台 BCy。该设计具备以下显著优势：
- 高亮度：最大荧光强度达 12.4×10⁴ M⁻¹·cm⁻¹
- 宽谱可调：发射波长覆盖 588–837 nm，从橙光到近红外
- 光稳定性强：连续光照下衰减率远低于商用染料（如Cy5.5、ICG）
- 可模块化合成：支持快速合成不同功能探针
🧼 开启“免洗成像”新时代
借助 BCy 的中性结构和环境响应性，研究者开发了多种免洗染色探针： 
| 探针名称 | 靶向器官 | 发射波段 |
|---|---|---|
| MemBCy | 细胞膜 | 近红外 |
| LDBCy | 脂滴 | 远红光-近红外 |
| MitoBCy5 | 线粒体 | 700 nm |
| LysoBCy5 | 溶酶体 | 红光 |
这些探针具备高度选择性，无需洗涤即可完成高对比度成像，并能用于 STED 超分辨显微技术，显著提高图像清晰度。
⚡ 智能探针：精准响应酸碱和过氧化氢
- pHBCy5：嵌入二乙氨基团，实现对细胞酸性环境（如溶酶体）的强响应，荧光提升超 300 倍，可用于监测自噬过程。
- HPBCy5-1：通过引入吡啶阳离子结构作为猝灭基团，当遇 H₂O₂ 时裂解，释放高亮产物，成功用于小鼠肝损伤模型中的氧化应激追踪与脂滴迁移成像。
🔍 研究意义与前景展望
这项研究不仅提供了一种全新的染料架构（BCy平台），更重要的是，它提供了一套可编程、模块化、易于合成的工具箱，满足现代生物成像对高性能探针的多重需求。
它的“免洗”、“高亮”、“多靶向”与“响应性”四大特征，让基础科研、药物研发、临床诊断乃至手术导航都拥有了全新的视角和手段。
参考文献
Zhan, Z.; Zhang, J.; Shen, T.; Li, J.; Chai, L.; Pan, L.; Yang, H.; Liu, T.; Liu, X.; Mao, W. Reengineering Cyanine Dyes via Borondifluoro Indolenine: A Tunable Platform for Wash-Free Imaging and Responsive Biosensing. J. Am. Chem. Soc. 2025, jacs.5c05565. https://doi.org/10.1021/jacs.5c05565.