荧光微球作为一种重要的标记材料，在生物医学、检测分析等领域发挥着关键作用。目前常见的荧光微球主要有传统聚苯乙烯荧光微球、量子点荧光微球和 AIE 荧光微球，它们在多个方面存在显著差异，以下从发光原理、荧光性能、稳定性、生物相容性、应用领域等维度进行详细对比。
一、发光原理
l 量子点荧光微球：通过量子点材料发光，其发光源于量子点内部电子跃迁。当受到激发光照射时，电子从价带跃迁到导带，随后返回价带时释放出荧光，其荧光波长可通过调整量子点的尺寸和组成来精确调控。
AIE 荧光微球：基于聚集诱导发光效应（AIE）发光。AIE 分子在分散状态下荧光较弱，但在聚集状态下，分子内旋转受限，荧光效率显著提高，从而发出强烈荧光。
聚集诱导发光机理
l 传统聚苯乙烯荧光微球：通常是将传统荧光染料包裹在微球基质中，依靠荧光染料分子吸收光能后，电子从基态跃迁到激发态，再回到基态时释放荧光来发光。
二、荧光性能
l 量子点荧光微球：具有宽激发光谱和窄而对称的发射光谱，可通过单一波长激发光激发多种不同发射波长的量子点，且荧光强度高、量子产率较高，一般可达 60% 以上。
l AIE 荧光微球：荧光亮度高，斯托克斯位移较大，通常超过 126 纳米，可有效减少激发光和发射光的重叠，降低背景干扰，荧光量子产率也较高，如 AIE 聚苯乙烯微球量子产率可达 83%；聚集态下发光更强，抗猝灭能力强；可灵活掺杂不同染料实现多色选择。
l 传统聚苯乙烯荧光微球：激发光谱和发射光谱相对较宽，荧光强度和量子产率因所使用的荧光染料不同而有较大差异，一般整体荧光性能不如量子点荧光微球和 AIE 荧光微球；高浓度或聚集时荧光强度下降，易淬灭；颜色调节有限，依赖分子设计，多色标记较难；不同批次的荧光性能可能不稳定。
三、稳定性
l 量子点荧光微球：通常会用微乳液法等进行包裹，如用二氧化硅或聚合物等进行包覆，可保护量子点不受外界因素干扰，发光强度更大，受外界影响小，稳定性较好，但未包覆好的量子点可能存在重金属离子泄漏问题。
l AIE 荧光微球：由于 AIE 分子被包裹在微球内部，且其聚集态发光特性使其不易发生荧光猝灭，同时聚苯乙烯等基质也能有效隔绝外界环境对染料的影响，所以光稳定性和化学稳定性都很好，抗光漂白能力突出；抗干扰能力强，受 pH / 极性环境影响较小。
l 传统聚苯乙烯荧光微球：稳定性相对较差，传统荧光染料容易受到外界环境因素（如温度、pH 值、溶剂等）的影响，导致荧光强度下降或发生荧光猝灭，在长时间光照下也容易出现光漂白现象；易受干扰，荧光强度可能随环境变化波动。
四、生物相容性
l 量子点荧光微球：部分量子点材料含有重金属（如镉等），可能具有一定的生物毒性，虽然通过表面包覆可以在一定程度上降低毒性，但在生物医学应用中仍需谨慎考虑其潜在毒性问题。
l AIE 荧光微球：具有良好的生物相容性，其材料本身及发光过程对生物体细胞和组织的影响较小，部分 AIE 分子具生物友好性，适合用于生物成像、生物检测等生物医学领域，尤其在单细胞分析等精准医疗领域潜力巨大。
l 传统聚苯乙烯荧光微球：生物相容性因微球基质和所包裹染料的不同而异，一些常规的聚合物基质微球具有较好的生物相容性，但部分荧光染料可能存在细胞毒性等问题，有潜在毒性，某些染料或溶剂残留风险，影响其在生物医学中的应用。
五、合成与成本
l AIE 荧光微球：合成步骤多，工艺复杂，需有机合成特定 AIE 分子，成本较高。
l 传统聚苯乙烯荧光微球：工艺成熟，乳液聚合等方法简单易规模化生产，工业化生产使其具有经济性优势，成本低廉。
l 量子点荧光微球：涉及量子点材料的制备及包覆等步骤，合成有一定难度，介于 AIE 荧光微球和传统聚苯乙烯荧光微球之间。
六、应用领域
l 量子点荧光微球：常用于生物检测，如免疫层析、纳米流式等，可实现对生物分子的高灵敏度检测，也可用于细胞成像、活体肿瘤成像等，还可用于构建纳米传感体系检测药物、血液和细胞里多种重要组分。
l AIE 荧光微球：主要应用于荧光编码标记、多重分析、流式细胞术、多参数生物检测、活体成像和药物递送等领域，在精准医疗领域，如单细胞分析、液体活检等方面应用前景广阔；在免疫层析中，可应用于大分子检测（如抗 SARS-CoV-2 抗体、大肠杆菌 O157:H7 等）和小分子检测（如 FB1、ZEN、呋喃他酮和呋喃妥因的代谢产物等）。
l 传统聚苯乙烯荧光微球：广泛应用于免疫分析、细胞分选、生物传感器等领域，也可用于一些对荧光性能要求不是特别高的标记和检测实验，但在高灵敏度和高精度检测方面的应用相对较少。
特性
传统聚苯乙烯荧光微球
量子点荧光微球
AIE荧光微球
发光效率
高浓度或聚集时荧光强度下降
荧光强度高、量子产率高
聚集态下发光增强，抗猝灭能力强
光稳定性
染料易被氧化或分解
受外界影响小，稳定性较好
分子运动受限，稳定性优异
生物相容性
某些染料具有潜在毒性
有一定生物毒性，表面包覆可降低毒性
部分AIE分子具有生物友好性
环境敏感性
荧光强度可能随环境变化波动
经包覆后受外界因素干扰小
pH/极性环境影响较小
合成复杂度
工艺成熟，乳液聚合等放大简单易规模生产
涉及量子点材料的制备及包覆等步骤，合成有一定难度
需有机合成特定AIE分子
