細胞膜熒光探針是一種能夠特異性地染色或結(jié)合于細胞膜的化學(xué)物質(zhì),能夠通過熒光顯微鏡等技術(shù)觀察和研究細胞膜的結(jié)構(gòu)、動態(tài)變化及環(huán)境變化等。細胞膜熒光探針有:
1. 熒光素(Fluorescein):具有良好的熒光性能,可用于細胞膜的染色。常用的熒光素探針有5-(和6-)氯甲基熒光素、5(6)-羧乙基熒光素等。
2. 磷脂類熒光探針:由于磷脂類化合物主要存在于細胞膜中,因此可以用于研究細胞膜的組成和性質(zhì)。常用的磷脂類熒光探針包括熒光磷脂、熒光膽固醇、NBD-磷脂等。
3. 硫脲類熒光探針:能夠與細胞膜蛋白結(jié)合,常用于研究細胞膜蛋白的分布和結(jié)構(gòu)。常用的硫脲類熒光探針包括AEDANS、IAEDANS、BODIPY-TMR等。
4. 離子感受器:如熒光鈣離子探針(如Fura-2、Fluo-3等)、熒光鈉離子探針(如SBFI)、熒光氫離子探針(如acridine orange)等,能夠用于研究細胞膜內(nèi)離子濃度的變化。
細胞膜熒光探針的選擇要根據(jù)研究對象和所需熒光成像技術(shù)的特點進行合理選擇。
(一)常用細胞膜熒光探針
DiI, DiO, DiD, DiR是一系列親脂性的熒光染料,可以用來染細胞膜和其它脂溶性生物結(jié)構(gòu)。這些環(huán)境敏感性熒光染料在進入細胞膜之前熒光非常弱,當(dāng)與細胞膜結(jié)合后其熒光強度大大增強。且具有消光系數(shù)高、極性依賴性、激發(fā)態(tài)壽命短等特點。一旦進入細胞膜后,可在整個細胞膜上擴散,最佳濃度時可以使整個細胞膜染色。
不同的熒光染色(DiI橙色熒光;DiO綠色熒光;DiD紅色熒光;DiR深紅色熒光)為活細胞多標(biāo)、流式分析提供了便利:
1)DiO和DiI可分別用標(biāo)準(zhǔn)的FITC濾光片和TRITC濾光片檢測。
2)DiD是DiI的衍生物,具有明顯往紅光遷移的激發(fā)和發(fā)射光譜,可以被633 nm He-Ne激光激發(fā),并且具有比DiI更長的激發(fā)和發(fā)射光波長,這一特性使其特別適合標(biāo)記具顯著自熒光效應(yīng)的細胞或組織。
3)DiR具強效的近紅外光穿透細胞或組織,并在近紅外區(qū)具較低的自熒光水平,這些特性使其特適用于體內(nèi)成像或示蹤實驗。
Ø 顯微鏡檢測
(1) DiD,DiO,DiI,DiR激發(fā)波長與發(fā)射波長:
DiD |
激發(fā)波長Ex (nm) |
644 |
發(fā)射波長Em (nm) |
663 |
DiO |
激發(fā)波長Ex (nm) |
484 |
發(fā)射波長Em (nm) |
501 |
DiI |
激發(fā)波長Ex (nm) |
549 |
發(fā)射波長Em (nm) |
565 |
DiR |
激發(fā)波長Ex (nm) |
748 |
發(fā)射波長Em (nm) |
780 |
(2)多色染料的同時檢測,濾光器按照以下設(shè)定:
a) DiI和DiO=Omega XF52,Chroma 51004;
b) DiI和DiD=Omega XF92,Chroma 51007;
c) DiI,DiO和DiD=Omega XF93,Chroma 61005
Ø 流式細胞儀的檢測
DiD,DiO,DiI,DiR和DiS 染色的細胞可以分別用經(jīng)典的FL1,F(xiàn)L2,F(xiàn)L3和FL4流式細胞儀檢測。
(二)細胞示蹤——紅色熒光探針CM-DiI
CM-Dil通過與膜結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)分子結(jié)合而標(biāo)記細胞,有著強而穩(wěn)定的紅色熒光(激發(fā)峰553nm/發(fā)射峰570nm)。
與Dil不同,它水溶性更好,所以對于細胞染色更為方便有效;它的CM基團(即氯甲基替代基團)能與多肽及蛋白上的巰基反應(yīng)從而使該分子在醛類物質(zhì)中保持穩(wěn)定,所以CM-Dil標(biāo)記細胞后再進行固定、破膜及石蠟包埋操作都不會影響其熒光,是免疫熒光、免疫組化和原位雜交中理想的細胞熒光標(biāo)記染料。
另外,CM-DiI 對細胞無毒,且穩(wěn)定長效,能很好地長期示蹤細胞。研究證實,CM-DiI標(biāo)記后熒光在胞內(nèi)表達穩(wěn)定,陽性標(biāo)記率達98%以上,標(biāo)記細胞形態(tài)良好,能有效地觀察細胞在體外的誘導(dǎo)分化情況;或?qū)?biāo)記的細胞注入體內(nèi),可以有效的顯示移植細胞在活體組織中的遷移及分化。
骨髓單核細胞CM-DiI染色圖像 (x100) |
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(三)細胞增殖示蹤——綠色熒光探針CFDA SE
CFDA SE的全稱為Carboxyfluorescein diAcetate, succinimidyl ester,是一種近年來被廣泛應(yīng)用的細胞增殖檢測用熒光探針,也可以用于細胞的熒光示蹤。
基于CFDA SE熒光標(biāo)記的細胞增殖檢測和[3H]-thymidine摻入、BrdU標(biāo)記獲得的檢測結(jié)果完全一致,但同時可以提供更多的細胞增殖信息。使用CFDA SE檢測可以提供整個細胞群中有多少比例的細胞分裂了1次、2次或更多次數(shù),同時如果和其它熒光探針聯(lián)用,可以獲取不同分裂次數(shù)細胞的其它相關(guān)信息。
CFDA SE可以通透細胞膜,進入細胞后可以被細胞內(nèi)的酯酶(esterase)催化分解成CFSE,CFSE可以偶發(fā)性地(spontaneously)并不可逆地和細胞內(nèi)蛋白的Lysine殘基或其它氨基發(fā)生結(jié)合反應(yīng),并標(biāo)記這些蛋白。在加入熒光探針CFDA SE后大約24小時,即可充分標(biāo)記細胞。被CFDA SE標(biāo)記的非分裂細胞的熒光非常穩(wěn)定,穩(wěn)定標(biāo)記的時間可達數(shù)個月。CFDA SE標(biāo)記細胞的熒光非常均一,比以前使用的其它細胞示蹤熒光探針例如PKH26的熒光更加均一,并且分裂后的子代細胞的熒光分配也更均勻。
由于CFDA SE標(biāo)記細胞的熒光非常均勻和穩(wěn)定,每分裂一次子代細胞的熒光會減弱一半,這樣通過流式細胞儀檢測就可以檢測出沒有分裂的細胞,分裂一次的細胞(1/2的熒光強度),分離兩次的細胞(1/4的熒光強度),分裂三次的細胞(1/8的熒光強度)以及類似的其它分裂次數(shù)的細胞。分裂次數(shù)較多后,分裂0次或1次等沒有分裂或分裂次數(shù)較少的細胞會逐漸減少直至檢測不到。CFDA SE標(biāo)記細胞呈綠色熒光,檢測時的激發(fā)波長可以選擇488nm,此時的發(fā)射波長為518nm,使用流式細胞儀檢測時可以采用FL1 detection channel。CFDA SE標(biāo)記的細胞也可以用熒光顯微鏡進行觀察。
CFDA SE標(biāo)記的細胞無論在體外還是體內(nèi)都不會使鄰近細胞染色。即CFDA SE熒光探針完成標(biāo)記后不會從一個細胞轉(zhuǎn)移到鄰近細胞。
目前CFDA SE標(biāo)記細胞后通常用流式細胞儀進行細胞增殖檢測。常用于淋巴細胞的增殖檢測,也可以用于成纖維細胞、NK細胞等其它細胞的增殖檢測,甚至還可以用于細菌增殖的檢測。
產(chǎn)品訂購
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產(chǎn)品名稱 |
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5×50μg |
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40725ES10 |
10mg |
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40726ES10 |
10mg |
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25mg |
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40715ES25 |
25mg |
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40714ES76 |
CFDA SE Cell Proliferation and Cell Tracking Kit 細胞增殖與示蹤檢測試劑盒 |
500T |
40714ES80 |
1000T |