活性(ROS)是具有化学活性的含氧分子，是作为细胞代谢的副产品自然产生的。在生理条件下，ROS水平受到仔细调节，它们在正常细胞传导、细胞周期、基因表达和体内平衡中充当信使。

由于其破坏作用，细胞有几个精心调节的系统来管理过量的ROS。研究充分的系统是谷胱甘肽-抗坏血酸循环，它使用NADH和NADPH作为电子供体，将H₂O₂解毒为H₂O。其他系统包括酶，例如超氧化物歧化酶，其催化超氧阴离子(O₂-)歧化为O₂或H₂O₂，以及过氧化氢酶，其催化H₂O₂分解为H₂O和O₂。

一、ROS的类型

   大多数细胞ROS作为线粒体氧化磷酸化的副产物或作为氧化还原酶的金属催化氧化的中间体。由于氧原子在其外层电子壳的不同轨道上包含两个不成对的电子，因此容易形成自由基。通过添加电子连续还原氧导致形成许多ROS，包括超氧阴离子(O₂-)、过氧化氢(H₂O₂)、羟基自由基(·OH)、次氯酸(HOCI)、过氧亚硝酸根阴离子(ONOO)和一氧化氮(NO).

二、ROS优势

高灵敏度： 现代荧光检测设备（共聚焦显微镜、流式细胞仪、微孔板读数器）可以检测到极低浓度的荧光信号变化，使得ROS检测具有很高的灵敏度，能够捕捉到生理和病理条件下的细微变化。

实时动态监测： 这是荧光染料最大的优势之一。可以在活细胞或组织中进行实时、原位、长时间的成像观察，追踪ROS产生的时间动态、空间分布和变化趋势，这对于研究氧化应激的动力学过程至关重要。

空间分辨率高： 荧光显微镜（尤其是共聚焦、双光子显微镜）能够提供亚细胞水平的高分辨率图像，精确揭示ROS在细胞器（如线粒体、内质网、过氧化物酶体）内的产生位置。

相对简便易用： 操作流程相对标准化，通常只需将染料加载到细胞或组织中，孵育后进行成像或读数即可。许多染料具有细胞膜通透性，便于活细胞染色。

适用于高通量筛选： 结合微孔板读数器，可以快速地对大量样本（如药物库）进行ROS水平的检测和筛选，用于药物研发（如寻找抗氧化剂或促氧化药物）。

多样性： 存在大量针对不同ROS物种、具有不同光谱特性（激发/发射波长）、不同亚细胞定位、不同反应机制（开启型、比率型）的染料可供选择，满足多样化的研究需求。

活细胞兼容性： 许多染料毒性较低，可以在不显著干扰细胞生理状态的情况下进行活细胞成像。

总结来说，活性氧（ROS）荧光染料凭借其高灵敏度、实时动态监测能力、高空间分辨率以及相对简便的操作，成为研究氧化应激、活性氧信号传导及其在生理病理过程中作用的核心工具。它们在基础研究、疾病机制探索、药物研发、环境监测等多个领域发挥着不可替代的作用。

使用ROS Brite™DHCF （Cat# 16053）测量HeLa细胞中ROS的荧光图像。H₂O₂处理：细胞用ROS Brite™DHCF孵育1小时，然后用1 mM H₂O₂在37℃下处理30分钟。未处理对照组：HeLa细胞与ROS Brite™DHCF在37°C下孵育1小时，不处理H₂O₂。用带TRITC滤光片的荧光显微镜测量荧光信号。