染色与显微技术全景：从活体染色到同位素示踪
怎么让透明细胞显形？活体染色、干细胞标记、显微技术与同位素示踪，一次说清。
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染色与显微技术全景：从活体染色到同位素示踪
怎么让透明的细胞“显形”？怎么在活着的时候标记它？又怎么用放射性“追踪”一个分子去了哪里？
一、染色剂：死细胞 vs 活细胞
▲ 配图（AI 生成 · 必学必会）
| 类型 | 代表染色剂 | 场景 |
|---|---|---|
| 固定/死细胞 | H&E、吉姆萨、DAPI、PI | 组织切片、核染色、凋亡 |
| 活体染色 | 台盼蓝、中性红、CFDA-AM、钙黄绿素-AM | 活力检测、活细胞示踪 |
| 荧光蛋白 | GFP、RFP、mCherry | 转基因报告、蛋白定位 |
二、活体染色：不杀死细胞也能看
▲ 配图（AI 生成 · 必学必会）
活体染色的关键是染料能被细胞“接纳”却不致命，或只对死细胞着色（排斥法）。
- 台盼蓝（Trypan Blue）：死细胞膜破裂才被染蓝，活细胞拒染——最经典的“活力计数”染料。
- 中性红 / 吖啶橙：进入活细胞溶酶体蓄积，显示细胞活性与 pH。
- CFDA-AM / 钙黄绿素-AM：酯酶切掉 AM 基团后保留在胞内发荧光，用于活细胞示踪与增殖。
三、干细胞染色：怎么“认出”并标记干细胞
▲ 配图（AI 生成 · 必学必会）
干细胞鉴定靠“表面标志物 + 功能染料”，常见组合：
| 方法 | 染料/标记 | 说明 |
|---|---|---|
| 膜染料 | PKH26 / PKH67、DiI / DiO | 插入脂质双层，长期追踪移植 |
| 侧群细胞 | Hoechst 33342 + 流式 | ABC 转运蛋白外排，侧群即富集干细胞 |
| 表面标志物 | CD34 / CD90 / SSEA | 荧光抗体流式或磁珠分选 |
| 报告基因 | Oct4-GFP 等 | 多能性标志物驱动荧光 |
四、显微技术：从形态到纳米
| 技术 | 分辨率/特点 | 场景 |
|---|---|---|
| 明场/相差/DIC | ~200 nm 横向 | 活细胞形态、无需染色 |
| 共聚焦 | 光学切片、Z 栈 | 厚样本三维重构 |
| 双光子 | 深层、低光毒 | 活体组织深层成像 |
| 超分辨 STED/PALM | ~20–50 nm | 单分子定位 |
| 电镜 TEM/SEM | 亚纳米 | 超微结构、细胞器 |
五、同位素示踪：用放射性“追踪”分子
把稳定元素换成放射性同位素，分子去哪就能被探测到。常用核素：
- ³H（氚）、¹⁴C：标记糖、氨基酸、核酸前体，看代谢与掺入。
- ³²P、³⁵S：标记磷酸与甲硫氨酸，追踪磷酸化与蛋白合成。
- ¹²⁵I：标记抗体/激素，做放射免疫与受体定位。
- 探测方式：放射性自显影（胶片/磷屏）、液闪计数、PET（¹⁸F 等正电子核素，医学成像）。
六、设备与“怎么算”：分辨率公式
显微镜能分辨多近的两个点，由阿贝衍射极限决定：
d = 0.61 λ / NA
λ = 照明波长；NA = n·sinθ（n 为介质折射率，θ 为物镜半孔径角）。
λ = 照明波长；NA = n·sinθ（n 为介质折射率，θ 为物镜半孔径角）。
算一算：绿光 λ=525 nm，油镜 NA=1.4，则 d = 0.61×525 / 1.4 ≈ 229 nm。这就是为什么普通光学显微镜看不到病毒（~100 nm）——它已触及衍射极限。超分辨技术正是绕开这一极限。
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