สีย้อม CF ( จดทะเบียนเครื่องหมายการค้าในชื่อCF Dyesโดย Biotium) เป็นกลุ่มของสีย้อมเรืองแสงที่พัฒนาขึ้นสำหรับการประยุกต์ใช้ในการวิจัยทางชีววิทยา รวมถึงกล้องจุลทรรศน์เรืองแสง การวิเคราะห์เซลล์ด้วยการไหลและการถ่ายภาพในร่างกาย^{[ 1 ] [ 2 ]}สีย้อมเหล่านี้ได้รับการแนะนำครั้งแรกในช่วงปลายทศวรรษ 2000 โดยมีลักษณะเฉพาะคือกลยุทธ์ทางเคมีที่ผสมผสานการเติมหมู่เพกิลกับหมู่ซัลโฟเนชันเพื่อให้ละลายน้ำได้สูงในขณะที่ลดการจับแบบไม่จำเพาะให้น้อยที่สุด^{[ 3 ]}

สายพันธุ์ต่างๆ ประกอบด้วยฟลูออโรฟอร์ 42 ชนิด ครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นกระตุ้นตั้งแต่ 347 นาโนเมตร (อัลตราไวโอเลต) ถึง 876 นาโนเมตร (อินฟราเรดใกล้) สร้างขึ้นบนโครงสร้างทางเคมีหลักสี่แบบ ได้แก่คูมารินไพรีนโรดามีนและไซยานีน [ ^{3 ] สี}ย้อมเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในกล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงพิเศษโดยมีการตรวจสอบตัวแปรต่างๆ หลายตัวสำหรับเทคนิคต่างๆ รวมถึงกล้องจุลทรรศน์ STORM, MINFLUX และ STED ^{[ 4 ] [ 5 ]}

การพัฒนาเริ่มขึ้นราวปี 2550 ^{[ 2 ] [ 6 ]}เพื่อตอบสนองต่อข้อจำกัดที่พบในฟลูออโรฟอร์เชิงพาณิชย์ที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแนวโน้มของสีย้อมซัลโฟเนตจำนวนมากที่จะแสดงการจับแบบไม่จำเพาะเจาะจงกับส่วนประกอบของเซลล์ที่มีประจุบวก^{[ 3 ]}เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ นักวิจัยได้พัฒนากลยุทธ์การออกแบบโดยผสมผสานการซัลโฟเนตเข้ากับการดัดแปลงโพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) ซึ่งรายละเอียดต่างๆ ได้รับการอธิบายไว้ในสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาในปี 2557 ^{[ 3 ]}

ในปี 2552 นักวิจัยได้รายงานการพัฒนากลยุทธ์การแทนที่โรดามีน-อิมิดาโซล โดยที่วงแหวนเบนซีนที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการเชื่อมต่อถูกแทนที่ด้วยกลุ่มอิมิดาโซเลียม^{[ 3 ] [ 7 ]}การดัดแปลงนี้ทำให้เกิดการเลื่อนไปทางสีแดงในความยาวคลื่นการปล่อยแสง ในขณะที่ยังคงรักษาเสถียรภาพทางแสงของแกนโรดามีนแซนทีนไว้ ซึ่งขยายช่วงสเปกตรัมที่ใช้งานได้ของสีย้อมโรดามีนไปสู่บริเวณใกล้อินฟราเรด^{[ 7 ]}

ในปี 2022 การร่วมมือกับนักวิจัยที่UC Berkeleyทำให้เกิด CF583R และ CF597R ซึ่งเป็นสีย้อมโรดามีนที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับกล้องจุลทรรศน์ STORM ^{[ 7 ]}

สีย้อม CF ถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยการปรับเปลี่ยนทางเคมีของโครงสร้างสีย้อมคูมาริน โรดามีน และไซยานีนที่มีอยู่แล้ว^{[ 7 ]}สีย้อมเหล่านี้ใช้กลยุทธ์คู่ของการซัลโฟเนชันและการเพกิเลชัน^{[ 3 ]}การซัลโฟเนชันเป็นการนำกลุ่มซัลโฟเนต (–SO₃⁻) เข้ามาเพื่อเพิ่มความสามารถในการละลายในน้ำ ในขณะที่การเพกิเลชันเป็นการเพิ่มโซ่โพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) ที่ป้องกันกลุ่มที่มีประจุและลดการรวมตัวของสีย้อม^{[ 3 ]}

หมู่ PEG ยับยั้งการเรียงซ้อนแบบ π ระหว่างโมเลกุลสีย้อมที่อยู่ติดกัน ลดการก่อตัวของ H-aggregate H-aggregation เป็นสาเหตุของการลดความสว่างของฟลูออเรสเซนซ์เมื่อโมเลกุลสีย้อมหลายโมเลกุลติดอยู่กับแอนติบอดี ตัวเดียว ซึ่งจำกัดระดับการติดฉลากที่มีประโยชน์ (DOL) ในแอนติบอดีคอนจูเกต^{[ 3 ]}

สีย้อม CF อินฟราเรดใกล้ที่มีโรดามีนเป็นองค์ประกอบ (ระบุด้วยคำต่อท้าย "R") ใช้เคมีทดแทนโรดามีน-อิมิดาโซล ดังที่อธิบายไว้ใน Wang et al. (2022) เพื่อขยายความยาวคลื่นการปล่อยแสงให้เกินขีดจำกัด ~600 นาโนเมตรแบบดั้งเดิม ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติความเสถียรต่อแสงของโครงสร้างโรดามีนไว้^{[ 3 ] [ 7 ]}แกนแซนทีนที่แข็งของโรดามีนทำให้มีความต้านทานต่อการฟอกสีด้วยแสงเมื่อเทียบกับสะพานโพลีเมทินที่ยืดหยุ่นซึ่งพบในสีย้อมไซยานีน^{[ 7 ]}

การใช้งานรวมถึงกล้องจุลทรรศน์อิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์ , โฟลว์ไซโตเมทรี, เวสเทิร์นบลอตติ้ง, การถ่ายภาพในร่างกาย, การผสมแบบฟลูออเรสเซนซ์ในแหล่งกำเนิด , กล้องจุลทรรศน์ขยายและการตรวจจับอะพอพโทซิส^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

สีย้อมเหล่านี้ได้รับการประเมินในการศึกษาวิจัยที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิเพื่อใช้ในเทคนิคกล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูง^{[ 4 ] [ 7 ] [ 11 ]}การประเมินอย่างเป็นระบบของสีย้อมเชิงพาณิชย์ 28 ชนิดโดย Lehmann และคณะ (2016) ระบุว่า CF647 และ CF680 เป็นคู่สีย้อมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ dSTORM หลายสีแบบไม่ต้องลงทะเบียนโดยอาศัยการแยกสเปกตรัมเมื่อใช้ร่วมกับ CF568 เนื่องจากมีการรบกวนสเปกตรัมต่ำ^{[ 4 ]} CF583R และ CF597R ช่วยให้มีความแม่นยำในการระบุตำแหน่งประมาณ 10 นาโนเมตรในแนวราบและ 20 นาโนเมตรในแนวแกน^{[ 7 ]}

งานวิจัยจาก Diekmann และเพื่อนร่วมงานที่ EMBL แสดงให้เห็นว่า CF660C มีความเสถียรต่อแสงในระหว่างการถ่ายภาพเป็นเวลานาน ทำให้สามารถบันทึกภาพได้ประมาณหนึ่งล้านเฟรมครอบคลุมเซลล์ที่กำลังแบ่งตัวทั้งหมด (ปริมาตร 40 × 40 × 6 μm) ^{[ 5 ]} CF640R และ CF680R ได้รับการตรวจสอบแล้วสำหรับกล้องจุลทรรศน์แบบ STED (stimulated emission depletion) [ ^{12 ] มี}การใช้สีย้อมหลายชนิดในกล้องจุลทรรศน์แบบ SIM (structured illumination microscopy) [ ^{13 ] CF660C}และ CF680 ได้รับการตรวจสอบแล้วสำหรับ กล้องจุลทรรศน์นาโน MINFLUXโดยใช้บัฟเฟอร์สลับแสง GLOX+MEA มาตรฐาน^{[ 14 ]}

สิทธิบัตรสำคัญที่ครอบคลุมเทคโนโลยี CF Dye ได้แก่ US8709830B2 (“สีย้อมเรืองแสง ชุดสีย้อมเรืองแสง และวิธีการเตรียมโมเลกุลที่มีฉลาก”) EP2223086B1 (วันที่ยื่นขอสิทธิบัตรปี 2007) และคำขอระหว่างประเทศ WO2012129128A1 ^{[ 3 ] [ 18 ]}

• ฟลูออโรฟอร์
• กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์
• กล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงพิเศษ