腫瘤細(xì)胞（藍(lán)色為細(xì)胞核，金色為細(xì)胞骨架）。

帕金森病研究的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)（藍(lán)色為細(xì)胞核，綠色為溶酶體，紅色為帕金森病特征蛋白）。

成熟的猴腎細(xì)胞（藍(lán)色為細(xì)胞核，橙色、紅色為細(xì)胞骨架）。

用熒光染料標(biāo)記的細(xì)胞、細(xì)胞核（藍(lán)色）、線粒體（紅色）。

用熒光染料標(biāo)記的細(xì)胞（中間偏左下有一個(gè)處于分裂末期的細(xì)胞）。（圖片均由作者提供）

在人類肉眼無(wú)法觸及的微觀宇宙里，藏著無(wú)數(shù)個(gè)神秘的“小王國(guó)”——那就是細(xì)胞的世界。

很久以前，科學(xué)家們發(fā)明了顯微鏡，看到了肉眼看不到的東西，打開了一扇通往神秘世界的大門。不過(guò)，那時(shí)候的光學(xué)顯微鏡不太給力，只能放大幾百倍，分辨率也很低，細(xì)胞就像被蒙上了一層薄紗，模糊得好多細(xì)節(jié)都看不清。后來(lái)，科學(xué)家們又發(fā)明了激光掃描共聚焦顯微鏡等一系列厲害的顯微鏡。這些顯微鏡分辨率達(dá)到納米級(jí)別，能把細(xì)胞里的各種小細(xì)節(jié)看得清清楚楚。這個(gè)過(guò)程中，用到了一個(gè)神奇的“發(fā)光小精靈”——熒光染料。

細(xì)胞染色時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員要先將不同性能的熒光染料分散于緩沖液中，使其與待檢的細(xì)胞充分接觸，識(shí)別它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)。在顯微鏡下觀察，熒光染料就像排爆兵一樣，給細(xì)胞里的各種結(jié)構(gòu)都插上閃閃發(fā)光的“小旗子”進(jìn)行標(biāo)記。想象一下，細(xì)胞里的那些細(xì)胞器，比如線粒體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等，原本就像混在一堆沙子里的小石子，難以辨認(rèn)，但有了熒光染料，這些細(xì)胞結(jié)構(gòu)各自發(fā)出獨(dú)特的光芒，瞬間變得清晰可見(jiàn)。

科學(xué)家利用這些“發(fā)光小精靈”，精準(zhǔn)地“打開”不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)的“鎖”。比如DNA的“超級(jí)粉絲”——Hoechst 33342，它特別喜歡和細(xì)胞核里的DNA結(jié)合，當(dāng)它進(jìn)入細(xì)胞后，就像個(gè)小追蹤器一樣，滲透進(jìn)細(xì)胞核迅速找到DNA并緊緊地“抱住”它。這樣細(xì)胞核就會(huì)發(fā)出明亮的熒光，在顯微鏡下一目了然。

有了熒光染料的幫助，科學(xué)家們可以輕松地觀察到細(xì)胞的分裂過(guò)程，就像看一場(chǎng)精彩的微觀“舞臺(tái)劇”。在細(xì)胞分裂時(shí)，染色體的變化通過(guò)熒光標(biāo)記清晰呈現(xiàn)，讓科學(xué)家們對(duì)細(xì)胞的遺傳信息傳遞有了更深入的了解。

這些研究成果，都對(duì)醫(yī)學(xué)發(fā)展有很大幫助。在癌癥診斷中，熒光染料可以標(biāo)記癌細(xì)胞，讓醫(yī)生在手術(shù)中更容易識(shí)別和切除腫瘤。熒光染料還可以用于藥物研發(fā)，科學(xué)家可以用它來(lái)追蹤藥物在細(xì)胞內(nèi)的作用過(guò)程，了解藥物是否到達(dá)了目標(biāo)部位，以及是如何發(fā)揮作用的，從而優(yōu)化藥物的設(shè)計(jì)和研發(fā)。

（作者系中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所生物藥制備與遞送全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員）

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