活性(ROS)是具有化學活性的含氧分子，是作為細胞代謝的副產品自然產生的。在生理條件下，ROS水平受到仔細調節，它們在正常細胞傳導、細胞周期、基因表達和體內平衡中充當信使。
由于其破壞作用，細胞有幾個精心調節的系統來管理過量的ROS。研究充分的系統是谷胱甘肽-抗壞血酸循環，它使用NADH和NADPH作為電子供體，將H2O2解毒為H2O。其他系統包括酶，例如超氧化物歧化酶，其催化超氧陰離子(O2-)歧化為O2或H2O2，以及過氧化氫酶，其催化H2O2分解為H2O和O2。
一、ROS的類型
大多數細胞ROS作為線粒體氧化磷酸化的副產物或作為氧化還原酶的金屬催化氧化的中間體。由于氧原子在其外層電子殼的不同軌道上包含兩個不成對的電子，因此容易形成自由基。通過添加電子連續還原氧導致形成許多ROS，包括超氧陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)、羥基自由基(·OH)、次氯酸(HOCI)、過氧亞硝酸根陰離子(ONOO)和一氧化氮(NO).
二、ROS優勢
高靈敏度： 現代熒光檢測設備（共聚焦顯微鏡、流式細胞儀、微孔板讀數器）可以檢測到極低濃度的熒光信號變化，使得ROS檢測具有很高的靈敏度，能夠捕捉到生理和病理條件下的細微變化。
實時動態監測： 這是熒光染料最大的優勢之一?？梢栽诨罴毎蚪M織中進行實時、原位、長時間的成像觀察，追蹤ROS產生的時間動態、空間分布和變化趨勢，這對于研究氧化應激的動力學過程至關重要。
空間分辨率高： 熒光顯微鏡（尤其是共聚焦、雙光子顯微鏡）能夠提供亞細胞水平的高分辨率圖像，精確揭示ROS在細胞器（如線粒體、內質網、過氧化物酶體）內的產生位置。
相對簡便易用： 操作流程相對標準化，通常只需將染料加載到細胞或組織中，孵育后進行成像或讀數即可。許多染料具有細胞膜通透性，便于活細胞染色。
適用于高通量篩選： 結合微孔板讀數器，可以快速地對大量樣本（如藥物庫）進行ROS水平的檢測和篩選，用于藥物研發（如尋找抗氧化劑或促氧化藥物）。
多樣性： 存在大量針對不同ROS物種、具有不同光譜特性（激發/發射波長）、不同亞細胞定位、不同反應機制（開啟型、比率型）的染料可供選擇，滿足多樣化的研究需求。
活細胞兼容性： 許多染料毒性較低，可以在不顯著干擾細胞生理狀態的情況下進行活細胞成像。
總結來說，活性氧（ROS）熒光染料憑借其高靈敏度、實時動態監測能力、高空間分辨率以及相對簡便的操作，成為研究氧化應激、活性氧信號傳導及其在生理病理過程中作用的核心工具。它們在基礎研究、疾病機制探索、藥物研發、環境監測等多個領域發揮著不可替代的作用。
使用ROS Brite™DHCF （Cat# 16053）測量HeLa細胞中ROS的熒光圖像。H2O2處理：細胞用ROS Brite™DHCF孵育1小時，然后用1 mM H2O2在37℃下處理30分鐘。未處理對照組：HeLa細胞與ROS Brite™DHCF在37°C下孵育1小時，不處理H2O2。用帶TRITC濾光片的熒光顯微鏡測量熒光信號。