現代染色技術已整合螢光蛋白、量子點、multiplexed imaging、expansion microscopy 等前沿方法。
螢光染色的物理基礎
Stokes shift：發射波長 > 激發波長。量子產率 (quantum yield) Φ = emitted photons / absorbed photons。螢光壽命 (fluorescence lifetime) τ，FLIM 利用此做對比。
進階螢光技術
Confocal microscopy：pinhole 排除 out-of-focus 光，光學切片 (Z-stack)。Two-photon microscopy：紅外激發，深穿透，減少光毒性。TIRF：激發 ~100 nm depth，看膜事件。STED / PALM / STORM：超解析 → 20-50 nm，突破 Abbe 繞射極限。
Multiplexed imaging
CyTOF (mass cytometry)：metal-tagged antibodies + ICP-MS，40+ markers 同時。CODEX / CyCIF：多次 cycles of stain-strip-image。MERFISH / seqFISH：用序列標記 RNA 做空間轉錄體 (spatial transcriptomics)。
Expansion Microscopy (ExM)
將標本嵌入可膨脹凝膠 (polyacrylate)，吸水膨脹 4-10×。物理放大後普通顯微鏡即可達 ~70 nm 解析度。
遺傳編碼螢光標記
GFP (Green Fluorescent Protein), Chalfie & Tsien (Nobel 2008)。變體：CFP, YFP, RFP, mCherry。Fusion protein：GFP 接目標蛋白 N 或 C 端。Photoactivatable GFP：用特定波長「點亮」。
Gram stain 的分子機制
Crystal violet-I₂ complex 在 peptidoglycan 中沉澱：G+ 厚 PG (20-80 nm) 阻擋脫色；G- 薄 PG (1-3 nm) + 外膜脂多醣 (LPS)，酒精溶解 outer membrane lipid 使 complex 漏出。Mycobacterium 有 mycolic acid → acid-fast stain (Ziehl-Neelsen) 替代。
Wright-Giemsa 血球染色
Wright stain 含 methylene blue azure + eosin。可區分白血球亞型（neutrophil 粉紫顆粒、basophil 深藍顆粒、eosinophil 紅橘顆粒）。
定量染色：image analysis 測染色強度，需標準化光照、相機、染色批次。Machine learning 輔助細胞分類 (digital pathology)。