近年來(lái)，蛋白發(fā)光染液的標(biāo)記技術(shù)在材料科學(xué)、生物技術(shù)和檢測(cè)方法等領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，以下是當(dāng)前正在研發(fā)的新型技術(shù)及其應(yīng)用突破：

深圳灣實(shí)驗(yàn)室蔡羽軒課題組通過(guò)優(yōu)化TAMM 縮合反應(yīng)，將其反應(yīng)速度提升 1000 倍以上，并結(jié)合基因密碼子擴(kuò)展技術(shù)與序列特異性蛋白酶，成功實(shí)現(xiàn)了三種不同膜蛋白的特異性標(biāo)記1。該技術(shù)通過(guò)巧妙組合生物正交反應(yīng)，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)四色熒光標(biāo)記，達(dá)到共聚焦顯微鏡的成像顏色上限。更重要的是，這種方法還能在小鼠活體中實(shí)現(xiàn)雙色熒光標(biāo)記，為多靶點(diǎn)動(dòng)態(tài)研究提供了可能。這種技術(shù)突破解決了傳統(tǒng)熒光蛋白體積大、光穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)小分子染料的高亮度特性提升了成像精度。

南開(kāi)大學(xué)龐代文團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的量子點(diǎn)單病毒追蹤技術(shù)（QSVT），利用量子點(diǎn)的高亮度、窄發(fā)射譜和的光穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了活細(xì)胞中病毒感染過(guò)程的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)2。該技術(shù)通過(guò)標(biāo)記病毒的內(nèi)外組分，結(jié)合熒光顯微鏡和圖像處理算法，可解析病毒從進(jìn)入宿主細(xì)胞到釋放基因組的完整動(dòng)態(tài)路徑。例如，在 HIV 病毒研究中，QSVT 技術(shù)揭示了病毒與宿主細(xì)胞膜融合的納米級(jí)動(dòng)力學(xué)細(xì)節(jié)，為抗病物開(kāi)發(fā)提供了直接證據(jù)。

河南大學(xué)楊文勝課題組通過(guò)調(diào)控 NaOH 的加入時(shí)間和濃度，在低牛血清白蛋白（BSA）濃度下合成了熒光金納米簇，并揭示了其發(fā)光性質(zhì)的調(diào)控機(jī)制3。這種納米簇不僅在金屬離子傳感中表現(xiàn)出高靈敏度，還因其生物相容性被用于細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的標(biāo)記。例如，通過(guò)表面修飾靶向肽段，金納米簇可特異性標(biāo)記腫瘤細(xì)胞表面的 HER2 受體，結(jié)合近紅外成像實(shí)現(xiàn)活體腫瘤的高對(duì)比度可視化。

賽默飛世爾的TrueTag 供體 DNA 試劑盒結(jié)合 CRISPR-Cas9 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需克隆步驟的快速基因標(biāo)記4。該技術(shù)通過(guò)一步 PCR 法制備供體 DNA，可在目的蛋白的 N 端或 C 端插入 GFP、RFP 等熒光標(biāo)記或表位標(biāo)簽（如 HA、FLAG），編輯效率高達(dá) 100%。北京大學(xué)陳匡時(shí)課題組開(kāi)發(fā)的CRISPR/MB 系統(tǒng)，則將分子信標(biāo)（MB）與 dCas9-sgRNA 復(fù)合體結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了活細(xì)胞中單基因位點(diǎn)的超分辨成像5。例如，在端粒和著絲粒的雙色標(biāo)記中，該技術(shù)的定位精度達(dá)到 50 納米以內(nèi)，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)熒光蛋白標(biāo)記。

中國(guó)科學(xué)院徐濤團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的mEosEM 蛋白，實(shí)現(xiàn)了抗鋨酸固定和環(huán)氧樹(shù)脂包埋的熒光標(biāo)記7。這種蛋白在電鏡超薄切片后仍能保持熒光亮度和光開(kāi)關(guān)活性，結(jié)合單分子定位超分辨成像技術(shù)，可在保留線粒體等亞細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精度的蛋白質(zhì)定位。例如，在神經(jīng)元突觸囊泡的研究中，mEosEM 標(biāo)記的突觸素蛋白與電鏡圖像的關(guān)聯(lián)分析，揭示了突觸囊泡在神經(jīng)遞質(zhì)釋放過(guò)程中的動(dòng)態(tài)重組機(jī)制。

Alexa Fluor 680 等近紅外熒光染料通過(guò)標(biāo)記卵清蛋白（OVA）和牛血清白蛋白（BSA），在活體動(dòng)物成像中展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)89。其近紅外發(fā)射波長(zhǎng)（694 nm）有效減少了組織自發(fā)熒光干擾，適用于深層組織（如小鼠腦區(qū)）的蛋白質(zhì)分布分析。例如，在腫瘤轉(zhuǎn)移模型中，Alexa Fluor 680 標(biāo)記的抗體可穿透 1 厘米厚的組織，清晰顯示腫瘤細(xì)胞表面 PD-L1 蛋白的表達(dá)水平，為免疫治療監(jiān)測(cè)提供了新工具。

復(fù)旦大學(xué)袁鵬團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的雙光子激發(fā)熒光轉(zhuǎn)移（TEFT）技術(shù)，通過(guò)將熒光蛋白或有機(jī)染料與光遺傳學(xué)通道蛋白共定位，實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞精度的光控激活6。例如，在血管壁細(xì)胞研究中，雙光子照射血管內(nèi)的 Alexa 594 染料，其激發(fā)光通過(guò)熒光共振能量轉(zhuǎn)移激活鄰近的 ReaChR 通道蛋白，引發(fā)局部血管收縮。該技術(shù)的空間分辨率達(dá)到 1 微米以下，且所需激光能量?jī)H為傳統(tǒng)雙光子刺激的 1/3，顯著降低了光毒性。

基于蛋白質(zhì) - DNA 相互作用的BRET 體系通過(guò)優(yōu)化標(biāo)記方法和實(shí)驗(yàn)條件，提升了檢測(cè)靈敏度和穩(wěn)定性10。例如，將熒光供體（如 GFP）與 DNA 結(jié)合蛋白融合，受體（如 RFP）標(biāo)記 DNA 序列，當(dāng)兩者結(jié)合時(shí)，BRET 信號(hào)增強(qiáng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)錄因子與啟動(dòng)子的動(dòng)態(tài)結(jié)合過(guò)程。在藥物篩選中，該體系可快速評(píng)估小分子化合物對(duì)蛋白質(zhì) - DNA 相互作用的干擾效果，加速靶向藥物開(kāi)發(fā)。

這些新型標(biāo)記技術(shù)的研發(fā)，不僅提升了蛋白檢測(cè)的靈敏度和多重性，還拓展了其在動(dòng)態(tài)過(guò)程研究、活體成像和精準(zhǔn)醫(yī)療中的應(yīng)用。未來(lái)，隨著材料科學(xué)與生物技術(shù)的進(jìn)一步融合，如 AI 驅(qū)動(dòng)的標(biāo)記策略優(yōu)化和自組裝納米載體的應(yīng)用，蛋白發(fā)光染液的標(biāo)記技術(shù)將朝著更高特異性、更低毒性和更智能化的方向發(fā)展。