以分子杂交为基础的技术均用探针来检测具有互补序列的核酸序列。探针既可以是克隆的或PCR扩增的DNA分子，也可以是人工合成的寡聚核苷酸或经体外转录的RNA分子。探针必须是纯一的，不含有其他不同的核酸。为了保证通过碱基互补来检测目的基因，探针必须为单链分子。所以双链的DNA探针在应用前必须变为单链，一般采用加热的方法使双链DNA探针变性，原为单链的寡聚核苷酸和RNA探针的RNA分子无需变性处理即可使用。用放射性同位素标记探针，则杂交分子可通过放射白显影技术进行观测。近代，人们发展了非放射性同位素标记系统，常用的探针标记系统是用甾类化合物地高辛配基标记探针。1
核酸分子探针核酸分子探针是被示踪剂标记的特定碱基序列的核酸片段，能和与其碱基序列互补的核酸分子特异地结合，常用的有cDNA探针、mRNA探针以及人工合成的寡核苷酸探针等，这些探针是核酸分子杂交、DNA测序、基因突变分析等技术的关键。早期曾使用放射性核素标记核酸探针．由于它具有灵敏度高、对探针的理化性能影响小等特点，这种方法在分子杂交技术中使用得非常频繁和广泛。然而，由于放射性核素存在着污染环境、对人体有损害、对实验条件要求高等缺点，人们开始探索使用非放射性标记物质。现在常使用某些半抗原．如生物素、地高辛以及某些荧光素作标记物，它们的稳定性好，存放的时间也较长，但是这些非放射性标记物的特异性和敏感性比放射性核素要低。2
双光子分子探针以双光子分子为信号域，与某种特异性的识别域结合，即可构成特定的分子探针。尽管分子的双光子吸收强度以及吸收后弛豫所引起的发射信号(包括荧光和磷光)都有可能作为分析检测的信息，从可视化成像的角度，荧光发射毫无疑问是最理想的检测信号，目前所见的光学探针绝大多数都是荧光探针。
荧光显微成像技术由于灵敏度和分辨率高而适于原位和实时跟踪，且具有非破坏、非损伤的优点，是生物医学研究中最为重要的分析检测手段之一，已获得十分广泛的应用。目前普遍采用的成像方式是基于单光子激发的下转换荧光，使用的荧光探针包括各种有机荧光染料、荧光蛋白以及量子点等无机纳米晶体，其激发窗口位于紫外、可见光区。由于激发光波长较短、能量较高，这种基于单光子荧光探针的成像技术在生物医学研究中面临一些局限，主要包括：①短波的激发光在生物样本中穿透深度有限，使得组织和动物体内的深层成像十分困难；②荧光团光漂白较严重，不利于长时间跟踪观测；③短波激发光(尤其是紫外光)对生物样品有较大的光毒性，不利于活体原位研究；④生物样品的自发荧光会产生较严重的干扰。这些问题在荧光显微分析中普遍存在，在一些严重的情况下甚至会导致实验和研究失败，因此也是化学家和生物医学家正共同面对并努力克服的困难。3
分类体外标记探针可以采用化学标记法，这是利用标记物分子与探针分子发生化学反应，使标记物直接结合到核酸探针的分子上，如AAF或光敏生物素的标记。这种方法简便、快速，而且标记均匀。另外一种方法为酶促标记法，是在酶促反应条件下，将预先标记的核苷酸分子掺入核酸探针分子中去。一般常规使用的标记方法为缺口平移法和随机引物法，对于人工寡聚核苷酸则采用末端标记法。随着PCR技术的出现，现在多采用PCR技术，在利用引物扩增核酸探针的同时将探针标记，是一种快捷、方便的标记手段。体内核酸分子的标记是将放射性化合物加入活细胞中，使之在细胞中被利用，从而使生物大分子被标记。2
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李斌 - 副教授 - 西南大学