硅基罗丹明是在传统的罗丹明结构中引入硅基取代基团而形成的一类化合物。它保留了罗丹明荧光染料优越的光学性质，同时光谱发生明显红移，满足了近红外荧光检测的要求。硅基罗丹明通常具有良好的荧光量子产率、较长的荧光寿命和较小的组织自发荧光，这些特性使其在生物研究和生物成像中得到应用。

图：罗丹明110

一、被动扩散机制

1.原理阐述

近红外硅基罗丹明的分子大小和脂溶性等性质使其能够通过被动扩散进入细胞。细胞膜是一种具有选择性通透的脂质双分子层结构。对于一些脂溶性较强的小分子物质，它们可以顺着浓度梯度，从高浓度的细胞外环境通过细胞膜的脂质区域扩散到细胞内。近红外硅基罗丹明的化学结构通常包含疏水的部分，这使得它具有一定的脂溶性。当细胞外的近红外硅基罗丹明浓度高于细胞内时，它就有机会以被动扩散的方式进入细胞。

2.影响因素

分子大小和脂溶性程度对被动扩散的效率有重要影响。一般来说，分子越小、脂溶性越高，越有利于被动扩散。例如，在比较不同结构的近红外硅基罗丹明时，那些具有较小体积的修饰基团和更高脂溶性的化合物通常能够更快地进入细胞。此外，细胞膜的流动性和细胞外环境的温度等因素也会影响被动扩散的速率。在适宜的温度下，细胞膜的流动性较好，更有利于近红外硅基罗丹明的扩散进入。

二、主动运输机制

1.与细胞膜蛋白的关联

近红外硅基罗丹明可能会与细胞膜上的一些特定的转运蛋白结合，通过主动运输的方式进入细胞。这些转运蛋白能够识别近红外硅基罗丹明分子的某些结构特征，然后利用细胞的能量（如 ATP 水解提供的能量）将其逆浓度梯度转运到细胞内。例如，一些细胞表面的有机阴离子转运蛋白可能参与近红外硅基罗丹明的摄取过程。

2.细胞内能量依赖和选择性

主动运输是一个需要消耗能量的过程，并且具有一定的选择性。不同类型的细胞可能因为其细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同，而对近红外硅基罗丹明的摄取能力有所差异。例如，在某些具有高表达特定转运蛋白的tumour细胞中，近红外硅基罗丹明可能会被更高效地摄取，这为tumour细胞的标记和成像提供了潜在的优势。

三、内吞作用机制

1.不同类型的内吞过程参与

网格蛋白-介导的内吞作用是近红外硅基罗丹明进入细胞的一种可能方式。在这个过程中，近红外硅基罗丹明首先与细胞膜上的受体结合，然后网格蛋白在细胞膜下聚集，形成网格蛋白包被小窝。随着小窝的内陷，将结合有近红外硅基罗丹明的细胞膜区域包裹起来形成内吞小泡，小泡随后与细胞膜脱离并进入细胞内部。此外，巨胞饮作用也可能参与其中，细胞通过细胞膜的褶皱和包裹，将细胞外的近红外硅基罗丹明等物质摄入细胞内形成巨胞饮小体。

2.细胞信号调节和内吞动力学

内吞作用通常受到细胞内信号通路的调节。例如，一些细胞生长因子信号或细胞应激信号可能会激活内吞过程，从而影响近红外硅基罗丹明的摄取速率。内吞小泡进入细胞后的运输和融合过程也具有一定的动力学规律，它们可能会与溶酶体等细胞器融合，在内吞小泡的成熟和货物释放过程中，近红外硅基罗丹明会被释放到细胞内的相应位置，用于细胞内的标记和成像等应用。