一、对细胞结构或组分的定性位、半定量研究

1）免疫荧光技术

用荧光标记的抗体或抗原与样品（细胞、组织或分离的物质等）中相应特异性的抗体或抗原的方法称“直接免疫荧光技术（direct immunofluorescent technique）”。用荧光染料标记的第二、第三抗体等检测相应抗原抗体复合体的方法则称“间接免疫荧光技术（in direct immunofluorescent technique）”。

由于荧光素所发的荧光可在荧光显微镜下检出，从而可对抗原进行细胞定位。

2）分子标记

利用绿色荧光的发光机制，可将GFP作为蛋白质标签，即利用DNA重组技术，将目的基因与GFP基因构成融合基因，转染合适的细胞进行表达，然后借助荧光显微镜便可对标记的蛋白质进行细胞内活体观察。

3）药物筛选

荧光探针分布是利用信号传导中信号分子的迁移功能，将一荧光蛋白与信号分子相偶联，根据荧光蛋白的分布情况即可推断信号分子的迁移状况，并推断该分子在迁移中的功能。由于GFP分子量小，在活细胞内可溶且对细胞毒性较小，因而常用作荧光探针。

二、在活细胞中的应用和发展

1885年，Ehrlich用亚甲基蓝作为第一个重要的活体染料，并阐明了它对神经组织的亲和性。吖啶染料是治疗锥虫的有效药物，Ehrlich用吖啶黄素对付老鼠体内的这种原生动物，并取得了显著效果。这种染料也因其能影响锥虫而被称为“锥黄素”。显微镜学家用明视野显微镜观察了这类染料和微生物体的结合。

Poek把各种荧光探针和药物(如荧光黄、曙红、中性红、奎宁等)加到纤毛豆形虫的培养液中，并用荧光显微镜观察了细胞的染色荧光。这种实验方法的基本目的是把各种类型的物质(不管是染料还是无色药物)引人细胞，假定它们服从一定的分布规律并在一定的条件下富集在细胞的特定成分中，那么它们在荧光显微镜的暗视野中就可以突出显示细胞的部分结构。1914年，荧光探针引入荧光显微术中，标志着实验细胞学向前迈了一大步。Prowazeki的报告首次描述了活体荧光探针。以前，有人用活体染料(包括荧光探针)进行原生动物试验，但只限于用明视野显微镜观察。1932年匈牙利药物学家把几种不同的荧光探针注入预先感染了锥虫的啮齿动物体内，创立了活体荧光探针技术。

荧光显微镜下的血涂片观察表明，染料和核酸及带血锥虫的基本部分有特异结合。20世纪30年代由于对化疗特别感兴趣，人们作了各种努力，试图确定染料在什么位置和动物及人体内的疟原虫结合。人们在荧光显微镜下发现，在所试验的各种荧光探针中，奎时因( quinacrine,即米帕林)在注射后的10s内能被循环淋巴液选择吸收。把吖啶黄素加到成纤维细胞培养液中，在显微镜下可看到，试验浓度下它能阻止细胞的分裂。用荧光吲哚碳花青染料标记脂蛋白可在体外研究动脉粥样化形成过程中脂蛋白的代谢。

通过这些研究，人们明白某些氨基吖啶能优先和细胞核成分结合。对这种结合机理的研究，导致了染料对核酸的亲和力的发现。这种强相互作用已被体外及低pH区固定细胞中的纯化核酸所阐明。

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