生物偶联荧光纳米金刚石（Bioconjugated Fluorescent Nanodiamonds, FNDs）因其卓越的光学稳定性、优秀的生物相容性以及独特的量子自旋特性，已成为生物医学和生命科学领域的极具潜力的研究工具。金刚石中的氮空位（NV）中心是一种经典的结构点缺陷，由一个碳空位和一个相邻位置的氮原子组成。NV中心主要存在两种电荷状态：中性状态（NV0，发射黄橙光）和负电荷状态（NV-，发射红光/近红外光）。除了NV中心外，其他常见的氮相关发光色心还包括：由两个氮原子与一个空位相邻构成的H3中心（或称NVN中心），产生高亮度的绿色荧光；以及由三个氮原子围绕一个空位构成的 N3中心，产生蓝色荧光。
通过精细的表面化学修饰并将其与特异性生物分子（如抗体、链霉亲和素、功能多肽等）进行共价或非共价偶联，FNDs 能够实现对特定细胞或生物靶标的精准识别与特异性标记 。在荧光成像与细胞示踪应用中，FNDs表现出极其强悍的光稳定性，完全不发生光漂白（Photo-bleaching）或光闪烁（Photo-blinking）现象，因此非常适合需要超长时间跨度连续观测的活细胞成像和细胞迁移追踪 。凭借其独特的发光机制和高发射饱和光强，FNDs也被广泛应用于超分辨率显微镜技术（如STED、STORM）中，以获得超越衍射极限的纳米级纳米生物结构细节。此外，由于红色FNDs的发射谱段延伸至近红外窗口（600-800 nm），能够有效避开生物组织的背景荧光，因此非常适合用于小动物的活体成像研究。
相比于传统的有机荧光染料或半导体量子点（Quantum Dots），生物偶联FNDs的核心优势在于无毒性、永久的光稳定性和极佳的组织穿透深度。艾普东生物提供多规格、高质量的生物偶联FNDs产品，助力精准医疗和前沿生物物理学研究。
FNDs的颗粒体积越大，内部容纳的荧光色心数量就越多，单颗粒的绝对亮度也就越高。若您的实验体系对探针尺寸敏感（如细胞内胞吞或胞质运输），40 nm的颗粒在绝对亮度和空间尺寸平衡上是最佳选择；若您是初次使用FNDs 进行成像尝试，强烈建议优先选择100 nm 及以上的大粒径产品，以便在常规显微镜下快速建立清晰的成像对比度，验证实验可行性。
| 类别 | 产品 | NV含量 | 偶联物 | 粒径 |
| 红色功能化FNDs | 100nm荧光纳米金刚石 - 山羊抗兔 | ~3 ppm NV | 山羊抗兔抗体 | 100 nm |
| 100nm荧光纳米金刚石 - 山羊抗鼠 | ~3 ppm NV | 山羊抗小鼠抗体 | 100 nm | |
| 40nm红色荧光纳米金刚石，含生物素 | ~2 ppm NV | 生物素 | 40-45 nm | |
| 40nm红色荧光纳米金刚石，含链霉亲和素 | ~2 ppm NV | 链霉亲和素 | 40-45 nm | |
| 100nm红色荧光纳米金刚石，含生物素 | ~3 ppm NV | 生物素 | 100 nm | |
| 100nm红色荧光纳米金刚石，含链霉亲和素 | ~3 ppm NV | 链霉亲和素 | 100 nm | |
| 100nm红色荧光纳米金刚石，乙二胺胺化 | ~3 ppm NV | 乙二胺 | 100 nm | |
| 140nm红色荧光纳米金刚石，含聚甘油 | ~3 ppm NV | 聚甘油 | 140 nm | |
| 绿色功能化FNDs | 120nm绿色荧光纳米金刚石，含生物素 | 微量NV中心 | 生物素 | 120 nm |
| 120nm绿色荧光纳米金刚石，含生物素 | NV色心含量低 | 生物素 | 120 nm |
| 荧光颜色 | 峰值激发波长（nm） | 峰值发射波长（nm） | 多光子激发（nm） | 量子产率（φ） | 荧光寿命（τ） | 亮度（单个染料分子 vs. 单个120 nm FNDs） |
| 红色（NV） | 570 | 680 | 700、810 | 0.7 | 13 ns | 亮度比AF647高约 70 倍 |
| 绿色（NVN） | 480 | 520 | 750-850 | - | 20 ns | 与FITC相比，约90倍 |
| 红/绿 (NV/NVN) | 480，570 | 520，575，680 | 700-900 | - | - | - |
由于荧光强度高、光稳定性好、寿命足够长、生物相容性好，FNDs正逐渐成为细胞成像的高效、安全的候选材料。
图1：在488 nm激光激发下，利用绿色FNDs和红色FNDs对细胞进行同步标记与双通道激光共聚焦显微成像 。(a) 红色通道发射谱；(b) 绿色通道发射谱；(c) Merge叠合图像。结果清晰展现了FNDs探针极高的空间分辨率与对比度（标尺：20μm）。（doi:10.1002/smll.20190215131215753.）
用于细胞内标记的产品推荐
| 产品 | 偶联物 | 粒径 |
| 100nm荧光纳米金刚石 - 山羊抗兔 | 山羊抗兔抗体 | 100 nm |
| 100nm荧光纳米金刚石 - 山羊抗鼠 | 山羊抗小鼠抗体 | 100 nm |
| 40nm红色荧光纳米金刚石，含生物素 | 生物素 | 40-45 nm |
| 40nm红色荧光纳米金刚石，含链霉亲和素 | 链霉亲和素 | 40-45 nm |
| 100nm红色荧光纳米金刚石，含生物素 | 生物素 | 100 nm |
| 100nm红色荧光纳米金刚石，含链霉亲和素 | 链霉亲和素 | 100 nm |
对于体内实验而言，FNDs在许多研究中已被公认为安全且具有生物相容性的材料。使用170 nm的FNDs对小鼠进行全身活体成像。将非靶向FNDs颗粒静脉注射到小鼠体内后，随着时间的推移，颗粒在脾脏和肝脏中逐渐积累（图2a和图2b）。在24小时内未观察到毒性。随着时间推移，非靶向颗粒在免疫器官（肝脏、脾脏）中发生网状内皮系统蓄积。实验终点时，将小鼠脾脏置于强酸（皮拉尼亚洗液 / Piranha solution）中进行完全消化，成功回收了高稳定性的FNDs颗粒（图2c），并通过定量荧光光谱法（图2d）进行验证了回收率与注射剂量间存在高度线性相关。这证明了即使在极端强酸或复杂体内溶剂环境中，FNDs的色心荧光结构也完全不受影响。
图2：利用IVIS技术对注射了170 nm FNDs的小鼠进行活体成像及组织回收定量评估。图a) 和 b)在605 nm和640 nm光谱激发下的全身成像。图c)为皮拉尼亚酸消化脾脏后得到的FNDs溶液图像，显示了颗粒的累积对比度。图d)为3只小鼠样本的整体光谱，表明回收率与剂量相关。（doi:10.1002/smll.20190215131215753.）
用于体内成像的产品推荐
| 产品 | 偶联物 | 粒径 |
| 140nm红色荧光纳米金刚石，含聚甘油 | 聚甘油 | 140 nm |
