钱兆生教授科研成果|FM 2.0荧光染料系列：细胞膜动态追踪的“超长待机”利器-百灵威

为突破传统细胞膜染料在成像持久性方面的局限性，钱兆生教授课题组最新研发了FM2.0荧光染料系列，新一代染料基于FM1.0技术实现了全面升级！不仅延长了成像时间至2-6小时以上，更凭借其高特异性和优异的抗干扰性能，为植物、动物以及疾病模型在细胞层面的研究提供了先进的分子成像工具。在细胞凋亡到动态生理过程的研究中，FM2.0使科学家能够清晰地捕捉并观察细胞膜在每一刻的精彩瞬间。

FM2.0系列包含FM^2.0Green、FM^2.0Orange、FM^2.0Red、CFM^2.0Red、FM^2.0NIR五款产品，覆盖绿光至近红外波段（图1）。

核心优势：

超长锚定：多元协同作用的结构设计，细胞膜锚定时间延长至数小时；
靶向性升级：通过调控染料的烷基链长，确保细胞膜标记的特异性，减少背景噪声。
抗干扰强：如FM^2.0Green可屏蔽叶绿素自体荧光，植物成像更清晰；
动态追踪：支持从单细胞到组织器官的高分辨率三维成像。

图1. FM^2.0系列染料的荧光光谱

应用举例

1、FM^2.0Green染料，具有抗叶绿素自体荧光干扰的性能，可以用于植物各个组织细胞膜的长时间成像，以及动态示踪植物在受外界环境胁迫时细胞膜的形态变化（图1-3）。

图1. FM^2.0Green染料对拟南芥根细胞长时间成像示踪

图2. FM^2.0Green染料对拟南芥各个器官组织细胞的细胞质膜成像

图3. (A)用 FM^2.0Green染色的拟南芥保卫细胞和叶肉细胞的双通道共聚焦图像。红色通道：叶绿素的自发荧光;绿色通道：FM^2.0Green。(B)叶子用FM1-43染色的拟南芥保卫细胞和叶肉细胞的图像。

2、FM2.0 Red染料，可以用于洋葱细胞膜长时间成像以及示踪Ca2+诱导的细胞凋亡，对单个细胞、组织甚至整个身体进行三维成像（图4-6）。

图4. 在不同时间点用 FM2.0 Red染色的洋葱表皮细胞的激光扫描共聚焦显微镜图像

图5. 在钙介导的细胞凋亡过程中，在不同时间点用FM2.0 Red染色的洋葱表皮的激光扫描共聚焦显微镜图像

图6. 用 FM2.0 Red标记的不同角度的洋葱表皮细胞三维图像（上）、洋葱表皮细胞质膜部分脱离细胞壁后的三维图像（下）

3、CFM^2.0Red染料，用于动植物细胞膜长时间成像、动态监测细胞质膜损伤以及动态跟踪细胞融合和分裂等各种细胞生物事件（图7-10）。

图7. 用CFM^2.0Red染色的拟南芥幼苗根的高分辨率图像

图8. 用CFM^2.0Red实时监测DMSO 诱导的质膜损伤过程图像

图9. (a–f) 采用CFM^2.0Red染色监测HEK293T的细胞分裂过程和(g-l) CRBC的细胞融合过程

图10. 采用CFM^2.0Red染色监测和脂褐素在 C. elegans 中的共定位，用于示踪脂褐素在不同生长期的含量

4、FM^2.0Orange染料，用于拟南芥细胞膜长时间成像、抗叶绿素自体荧光干扰以及活体植物高分辨的三维动态跟踪（图11-13）

图11. 用 FM^2.0Orange染色的拟南芥幼苗根细胞的共聚焦图像

图12. 用FM^2.0Orange染色的拟南芥叶肉细胞和叶表皮细胞的激光扫描共聚焦显微镜图像

图13. 使用FM^2.0Orange染色对不同发育阶段的拟南芥各个器官进行三维跟踪

5、FM^2.0NIR染料，用于动物细胞膜长时间成像、追踪细胞焦亡过程中细胞膜的动态变化（图14-15）

图14. 使用FM^2.0NIR对HeLa细胞染色不同时间段的共聚焦显微成像

图15. 使用FM^2.0NIR对细胞焦亡过程中细胞膜形态变化的动态示踪

钱兆生博士，教授，“双龙学者”特聘教授，博士生导师，浙江省杰出青年基金获得者，中国化学会高级会员。目前主要从事于靶向细胞亚结构的新型分子荧光探针的设计合成和精准成像应用，及基于分子荧光开关体系的超分辨成像应用研究。主持完成国家自然科学基金青年基金、面上项目和浙江省杰出青年基金等多项浙江省自然科学基金，参与两项国家自然科学基金面上项目和多项浙江省自然科学基金，主持完成1项横向项目；已在《Journal of American Chemical Society》、《Chemical Science》等国际学术刊物上发表一百一十余篇论文，其中高被引论文有2篇，5篇文章被选为封面文章，h-index 40，单篇最高引用次数为395次，总引用次数近5300余次。曾获2017年度浙江省自然科学奖三等奖、2018年度化学学科“Publons同行评议奖”、入选2021年度全球顶尖前10万科学家排名榜和2022年及2023年全球前10万名学者学术影响力排行榜。

产品列表

品名	CAS	货号
FM2.0 Green, 95% FM2.0 Green 荧光染料	/	9447438
FM2.0 Orange, 95% FM2.0 Orange 荧光染料	/	9447439
CFM2.0 Red, 95% CFM2.0 Red 荧光染料	/	9447440
FM2.0 Red, 95% FM2.0 Red 荧光染料	/	9447441
FM2.0 NIR, 95% FM2.0 NIR 荧光染料	/	9447442

参考文献

Wu, P.; Zuo, J.; Han, Z.; Peng, X.; He, Z.; Yin, W.; Feng, H.; Zhu, E.; Rao, Y.; Qian, Z. Biosens. Bioelectron., 2025, 271, 117039.
Peng, X.; Pan, J.; Han, Z.; Wu, P.; He, Z.; Feng, H.; Liu, W.; Zhang, K.; Zhu, E.; Qian, Z. Spectrochim. Acta, Part A, 2025, 329, 125575.
Pan, J.; Peng, X.; Yao, C.; Zuo, J.; Lei, T.; Feng, H.; Zhang, K.; Zhu, E.; Qian, Z. J. Mater. Chem. B, 2024, 12, 2761-2770.
Zuo, J.; Peng, A.; Wu, P.; Chen, J.; Yao, C.; Pan, J.; Zhu, E.; Weng, Y.; Zhang, K.; Feng, H.; Jin, Z.; Qian, Z. Chem. Sci., 2024, 15, 8934-8945.