分子信标(molecular beacon)它是一种具有发夹结构的新型荧光标记核酸探针，具有高灵敏度和高特异性，在聚合酶链中反应（PCR）、广泛应用于核酸序列分析、活细胞核酸动态检测、蛋白质(酶)与核酸的相互作用等。
分子信标的结构
分子信标的结构一般包括环状区、信标茎干区、荧光基团和猝灭基团三个部分。荧光基团通常与信标分子的5相连 端；猝灭基团连接在3端。4-(4’常用于分子信标。— 二甲基氨基偶氮苯基苯甲酸(DABCYL)德克萨斯红作为猝灭基团(TexasRed)、荧光素(Fluoresein)等作为荧光基团。
分子信标的原理：
自由状态下的分子信标呈发夹结构。此时，由于荧光基团靠近猝灭基团，荧光被猝灭；当与靶序列结合时，分子信标的空间结构发生变化，信标茎互补区被打开，荧光分子与猝灭分子之间的距离增加，荧光恢复。
分子信标通常修改一个单一的发光基团。在均相系统中，一个靶序列可以通过杂交后荧光信号的变化来检测。为了实现在均相系统中同时检测各种靶序列的目的，不同的分子信标可以用不同的荧光基团进行修改。
应用分子信标：
分子信标技术不仅广泛应用于生物学研究，而且在疾病基因检测诊断等生物医学基础和临床研究中也将发挥重要作用，具有操作简单、灵敏度高、特异性强、核酸实时定量测定甚至活体分析的特点。最近，人们通过改变经典分子信标的结构，设计了许多新的分子信标，如RNA-DNA嵌合分子信标、PNA链而不是SSDNA形成的PNA分子信标。新分子信标的出现拓宽了分子信标的进一步应用领域。
1.核酸检测分析
核酸检测分析中使用的分子信标体现在几个方面：实时定量PCR测定目标浓度、基因点突变、SNP(单碱基多态性)、同时测定等位基因和多组分，动态检测活体核酸等。
与传统的核酸检测方法相比，用于核酸检测的分子信标具有以下特点：
a 液相杂交检测：传统的核酸检测方法主要是固相杂交，使用其他信号检测未结合的探针和引物；分子信标可直接添加到核酸扩展系统中进行检测，检测方法可直接在紫外线或荧光光谱仪下进行定量检测。
b 有效消除核酸交叉污染：分子信标可直接检测封闭微离心管或多孔板中的核酸，完全避免核酸中间操作，彻底消除核酸交叉污染。
c可实时进行核酸(real time)检测:PCR 在系统中添加分子信标，并将PCR添加到系统中 仪器与荧光光谱仪相连，可与PCR相连 随时监测反应过程。d 强特异性：在对分子信标和靶序列杂交特异性的研究中，意外发现茎环结构的分子信标比线性寡核苷酸探针具有更高的特异性，可以检测到靶序列中单个碱基的错配、缺失或插入突变。
e 高灵敏度：分子信标可直接检测核酸；在应用过程中经常与PCR一起使用 等核酸扩增技术联合应用，所以低至1拷贝的核酸也可以检测，敏感性很高。
f 可实现大规模核酸自动化检测：分子信标的最大优点是可实现大规模核酸自动化检测，分子信标在核酸检测应用中的例子充分证明了这一点。
g 可以检测活体核酸的动态:目前还缺乏直接研究活体核酸的有效方法，分子信标技术为研究活体核酸代谢转移等动态过程提供了可能性，并已通过实验得到证实。
- 分子信标用于研究DNA蛋白质的相互作用
研究核酸和蛋白质的相互作用是现代分子生物学和生物技术发展最快的领域之一。荧光分析是研究核酸与蛋白质相互作用的一种更敏感的方法。特别是采用荧光共振能转移原理设计的各种探针，可以达到mmol甚至更低的浓度，研究DNA-蛋白质的相互作用。DNA与蛋白质的结合可以通过分子信标实时研究，简单、灵敏、通用(单链或双链DNA结合蛋白)。更突出的是，它可以用于活体细胞的动态研究，这是其他方法无法比拟的。
3.分子信标被用作生物芯片和生物传感器的探针
由于分子信标在核酸和蛋白质的检测和分析中具有许多优点，因此分子信标作为生物芯片和生物传感器ＤＮＡ探针可以充分利用这些优点。以生物素的形式将标有不同荧光分子的分子信标固定在硅片表面，制成分子信标芯片。与其他类型的DNA探头芯片相比，分子信标芯片具有荧光低、无需去除多余探头、可多次使用等优点。
