多模态融合成像动物成像技术的一个重要发展方向是多模态融合成像。不同的成像技术具有各自的优势，如X射线CT和超声图像具有较高的空间分辨率并提供解剖信息，而PET、SPECT和荧光成像则提供功能信息12。将这些技术融合在一起，可以同时获得动物的解剖结构和生物学功能信息，为疾病诊断和研究提供更***的视角。例如，开发新型动物摇篮可以实现多种成像模型（如正电子发射断层扫描（PET）/计算断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）的融合成像，同时可以对多只小鼠进行成像，提高了成像的效率和通量4。此外，动物功能性磁共振成像（fMRI）也在不断发展，与其他成像技术的结合将为研究动物大脑活动和神经疾病提供更强大的工具13热成像技术在动物检测方面也具有很大的潜力。生物发光荧光染料荧光素酶
影响荧光染料性能的因素分子结构：荧光染料的分子结构对其荧光性能有着重要的影响。例如，共轭体系的大小、发色团和助色团的种类和位置等都会影响荧光染料的吸收和发射波长、荧光强度等性能345。环境因素：溶剂效应：溶剂的极性、pH值等会影响荧光染料的荧光性能。一般来说，溶剂的极性越大，荧光染料的发射波长会发生红移；而pH值的变化则可能会影响荧光染料的分子结构，从而改变其荧光性能37。温度：温度的变化会影响荧光染料分子的热运动和激发态的寿命，从而影响荧光强度。一般来说，温度升高，荧光强度会降低25。浓度：当荧光染料的浓度较高时，可能会发生自聚集现象，导致荧光淬灭。因此，在使用荧光染料时，需要控制其浓度，以避免自聚集的发生34。总之，荧光染料的作用原理是基于其分子结构的特点，通过吸收激发光，使电子从基态跃迁到激发态，然后再通过辐射跃迁回到基态，发射出荧光。其性能受到分子结构和环境因素的影响。了解荧光染料的作用原理，对于其在各个领域的应用具有重要的意义。光敏剂荧光染料脂溶噁嗪衍生物荧光染料由于其在动物神经成像方面的潜在应用价值，近年来受到了关注。
引入特定基团增加空间位阻：以一个兼顾光稳定性和水溶性的五甲川吲哚菁染料为母体，在中间共轭甲川直链引入氯原子和溴原子来增加染料分子的空间位阻，从而增强染料的光稳定性。由此合成出来了一系列新型近红外菁染料，且这类菁染料的斯托克斯位移大于普通多甲川菁染料24。引入大空间位阻基团提高光稳定性：设计合成的染料是以吲哚为母核，通过在母核的N原子上引入空间位阻大的苄基及其衍生物来提高染料的光稳定性。循环伏安测试表明，合成的五甲川吲哚菁染料相对于中间共轭链有环己烯的七甲川菁染料有更好的光稳定性，同时也证明在吲哚环N原子引入苄基及其衍生物确实比引入直链烷基有更好的稳定性24。
特异性结合：生物标志物靶向荧光探针是克服早期**检测困难的关键。例如，设计合成的双光子荧光探针（NP-C6-CXB）用于检测环氧合酶-2（COX-2）生物标志物。该荧光探针以萘酰亚胺为荧光基团，塞来昔布为靶向基团，在COX-2存在时，在溶液和*细胞中发出明亮的荧光，并且表现出很好的选择性。其荧光强度与*细胞中COX-2酶的含量成正比，为COX-2酶表达的**识别和切除提供了可视化工具29。基于塞来昔布和苯并吩噁嗪的近红外发射（700nm）荧光探针（NB-C6-CCB），用于检测细胞内高尔基体中COX-2酶。在COX-2高表达的肿瘤细胞或组织中，该探针发射出近红外荧光29。纳米载体的作用：聚合物纳米载体（胶囊、胶束和二氧化硅纳米颗粒）可作为荧光探针的载体，将荧光染料的“智能”特征整合到合成材料中。结合在pH值或光照射发生变化时会裂解的生物反应性成分，是成功设计此类载体的基础，这种载体具有在目标部位特异性加载和释放***剂的能力8。例如，从柿子果实中制备的高荧光氮掺杂碳点（PCDs），通过1-乙基-3-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺耦合反应，将***药物阿霉素和吉西他滨固定在PCDs表面，形成PCDs@Dox和PCDs@Gem纳米杂化物，用于生物成像和caspase诱导的细胞凋亡应用30。通过将大肠杆菌与有机荧光染料尼罗红共孵育，在超分辨率显微镜下实现了大肠杆菌细胞壁的荧光标记。
DiI染料标记机制DiI（1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanineperchlorate）是一种亲脂性的荧光染料，常用于神经元标记。在大鼠中，通过结晶状的荧光DiI可以对牙初级传入神经元（DPANs）进行逆行荧光标记。在小鼠中，虽然也可以使用DiI进行标记，但之前*能使用Fluoro-Gold这种具有神经毒性的荧光染料，且其膜穿透特性优于碳菁染料。后来研究人员对DiI在大鼠中的标记技术进行了重新评估，旨在将其应用于小鼠。新型的DiI配方具有改进的穿透性能和染色效率，可以评估轴突染料从应用部位到三叉神经节的运输速度、染色的DPANs数量以及荧光强度。其标记机制主要是利用DiI的亲脂性，能够与神经元细胞膜结合，随着轴突的运输而扩散到神经元的各个部位，从而实现对神经元的标记。果蝇胚胎运动神经元的脂溶性荧光染料标记机制。光敏剂荧光染料脂溶
近红外荧光染料在实际应用中可能会受到氧气等氧化剂的影响。生物发光荧光染料荧光素酶
不同荧光染料标记神经元机制概述荧光染料标记神经元的机制因染料类型和实验动物的不同而有所差异。总体来说，主要是利用荧光染料的物理化学特性以及神经元的结构和生理特点来实现标记。一些染料通过扩散、电泳或弹道递送等方式进入神经元，与细胞膜或细胞内成分结合，从而发出荧光信号，便于在成像设备下观察和研究神经元的形态、结构和功能。
荧光染料在动物成像中标记神经元的机制多种多样，主要包括利用染料的亲脂性、对电压的敏感性、电泳原理、弹道递送以及基因***等方法将染料传递到神经元中，实现对神经元的标记。这些标记技术为研究神经元的形态、结构和功能提供了重要的工具，有助于深入了解神经系统的工作机制和疾病发***展的过程。 生物发光荧光染料荧光素酶
