RPMI-1640培养基的荧光动力学特性及其在生物光学应用中的关键作用

本研究针对RPMI-1640培养基在荧光检测中因酚红(Phenol Red)等成分导致的信号干扰问题，通过激光诱导荧光光谱(LIF)和差分光谱分析(DSA)技术，揭示了其可见光区荧光发射特性及空间非均匀内滤效应(2nd-IFE)的影响，发现了不受内滤效应干扰的等吸收点，为细胞培养体系的光学监测提供了重要理论依据。

　　

在生命科学和临床研究中，细胞培养基的光学特性往往被忽视，但其成分可能对荧光检测产生显著干扰。RPMI-1640作为广泛应用于造血细胞培养的基础培养基，含有酚红、维生素B₁₂
等吸光成分，这些物质在荧光实验中可能引发内滤效应(Inner Filter Effect, IFE)，导致信号失真。尤其在现代高灵敏度成像技术如PEBBLE（生物分析用光子探测器）应用中，培养基的自发荧光会严重影响数据准确性。然而，关于RPMI-1640系统性的光学特性研究仍属空白，这阻碍了相关实验设计的优化。

针对这一关键问题，来自国内的研究团队在《Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry》发表了创新性研究。该工作采用激光诱导荧光光谱(LIF)和差分光谱分析(DSA)技术，首次全面解析了RPMI-1640在可见光区的荧光动力学特征。实验使用405 nm和440 nm激光激发，结合角度分辨荧光检测，系统评估了培养基成分的光学行为。

关键技术包括：1）激光诱导荧光光谱分析激发波长依赖性；2）30分钟时间稳定性测试；3）角度分辨荧光检测空间异质性；4）差分光谱解析内滤效应。研究使用含10%胎牛血清(FBS)和1%青霉素-链霉素(Pen-Strep)的完整培养基体系。

Dependence of LIF on excitation wavelength
研究发现RPMI-1640在400-450 nm激发下产生显著荧光，主要源自核黄素和酚红的贡献。尽管培养基在可见光区有宽谱吸收（归因于维生素B₁₂
等成分），但仅短波长激发能诱导有效荧光发射。

Conclusion
研究证实RPMI-1640存在显著的空间非均匀二次内滤效应(2nd-IFE)，即荧光发射被介质重新吸收导致信号畸变。通过DSA技术首次识别出类等吸收点(isosbestic-like points)，这些波段的荧光强度不受内滤效应干扰，可作为细胞光学特性的可靠检测窗口。

该研究具有双重意义：一方面为荧光实验中的培养基选择提供标准依据，另一方面建立了通过差分光谱消除内滤干扰的方法学框架。特别是对PEBBLE等实时成像技术，研究提出的校正策略可直接提高数据可靠性。作者Ali Rahmatpanahi等强调，未来可基于此开发新型无酚红培养基或建立动态补偿算法，进一步推动活细胞光学监测技术的发展。