什么是荧光探针?

什么是荧光探针?

荧光是光致发光的一种发光现象。当某些物质受到光、电、磁、化学能激发时,电子吸收能量并从基态跃迁到激发态,激发态的电子不稳定。它将通过辐射跃迁和非辐射跃迁回到基态。辐射跃迁的衰变过程伴随着光子的发射,产生荧光和磷光。非辐射跃迁包括振动弛豫、内部转换和系间跨越。非辐射跃迁会造成能量损失,发射光子的能量一般小于吸收光子的能量。因此,荧光物质的发射光谱波长通常大于吸收光谱波长。

一 荧光探针需要满足的条件

1.易于合成和纯化,收率高,安全无毒。

2.稳定性和溶解性好,特别是脂溶性透膜性好。

3、通过物理化学作用与标记物质特异性结合,标记条件温和。残留物和副产物很容易去除。

4.荧光量子产率高,摩尔消光系数大,抗漂白能力强。荧光与背景形成鲜明对比。此外。激发和发射波长可以有效避免细胞自发荧光的背景干扰。

二 近红外(NIR)荧光探头的优点

1、近红外光检测样品穿透力强、成像分辨率高、检测灵敏度高、信噪比高。

2.在可见光区域,生物组织的某些成分会自激发产生自发荧光。并且样品的散射光强度较高,严重干扰荧光检测和成像追踪。近红外荧光自发荧光背景低。

三 检测细胞内活性小分子(RSM)的NIR方法

细胞中的RSM往往寿命短、反应活性高、浓度极低、对环境敏感且不发出荧光。因此,必须借助荧光探针的特异性捕获标记才能具有近红外荧光特性。

四 荧光探针广泛应用于生物大分子研究的原因

分子荧光探针广泛用于研究蛋白质和其他生物大分子接触表面的表面诱导构象变化。在直接分析方法中,荧光分析方法应用广泛,且优于间接分析方法,因为它不破坏结合平衡,接近反应的真实存在。

五荧光探针作为光敏剂药物的能量供体

荧光纳米探针不仅可以作为药物载体与光敏药物分子结合形成多功能纳米材料,还可以作为光敏药物分子的能量供体,提高其单线态氧产生效率。

光敏剂和荧光染料的吸收光谱、荧光发射光谱重叠较少。有效避免分子间能量转移引起的荧光猝灭、单线态氧生成效率降低、荧光成像等。在荧光成像的同时,光敏剂强制激发产生的单线态氧也可能与激发态发生光化学反应。荧光探针并引起荧光猝灭。或者它可能会暴露量子点在成像过程中潜在的毒副作用。因此,设计合适的纳米载体结构将光敏剂药物分子与荧光探针物理隔离是避免此类光化学反应的有效方法。

六、荧光分子探针的组成及功能

1.受体

它选择性地与物体(分析物)结合并引起探针所在的化学或生物微环境的变化。

2.荧光团

识别基团与分析物结合而引起的化学或生物微环境变化,转化为仪器易于感知(颜色变化)或可检测的信号。

小分子荧光探针一般采用有机小分子荧光团,包括蒽、香dou素、荧光素、BODIPY、萘二甲酰亚胺、罗丹明、花青等。其衍生物的发射波长范围几乎覆盖所有可见光区域(400-800 nm)。并且通过对这些荧光团进行适当修饰,可以实现蓝、绿光到红光和近红外光(650-900 nm)的覆盖。此外,发光量子点、上转换纳米材料、高分子聚合物荧光材料、荧光蛋白等也可作为荧光探针中的信号基团。

3.垫片

连接荧光基团和识别基团,有效地将识别信息转化为荧光信号,如荧光强度的变化、荧光光谱的移动、荧光寿命的变化等。从而实现对治疗检测对象的有效检测。并非所有探针都有连接基团。

七 荧光探针可检测生物体物质

1.质子(H+)。

2.自由基和其他活性氮和氧物种(ROS、RNS)。

3.气体信号分子(NO、CO、H2S……)

4.重金属污染(Cd2+.Hg2+.Pb2+…)

5.阴离子(Cl-, HCO3-, H2PO4-, HPO42-…)

6.过渡金属离子(Fe2+/Fe3+, Zn2+, Cu+/Cu2+…)

7.碱金属和碱土金属离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+…)

8.DNA、RNA、蛋白质等生物大分子。

9、有机小分子如肽、葡萄糖、麦芽糖等。

八、荧光探针的种类

根据与客体相互作用后荧光信号的变化,可分为强度变化型荧光探针和比例计型荧光探针。强度变化型荧光探针分为猝灭型(ON-OFF)和增强型(OFF-ON)荧光探针。

强度变化型荧光探针根据荧光强度的变化实现客体物种的检测。由于荧光强度还受到探针浓度、激发光源效率、探针所处环境等因素的影响,此类探针在客体物种的定量检测中也存在明显的局限性。目前,大多数荧光探针都是增强型荧光探针。

比率荧光探针本身也发射一定波长的荧光。其明显的优点是可以通过两个波长下荧光强度的比值来消除大部分环境因素的干扰,从而实现在探针浓度未知的情况下对被测物种的定量检测。

九 荧光探针的设计机理

传统的分子探针设计原理包括光诱导电子转移(PET)、分子内电荷转移(ICT)、扭曲分子内电荷转移(TICT)、金属配体电荷转移(MLCT)、电子能量转移(EET)、荧光共振能量转移(FRET) )、激发态分子内质子转移(ESIPT)、激发态准分子/激基复合物形成等。新兴机制包括聚集诱导发射(AIE)、上转换发光(UCL)等。

十 光电子转移(PET)

一般来说,光致电子转移(PET)工艺分为两种类型。一种是电子从电子供体转移到激发态荧光团(电子受体),激发态荧光团被还原而引起荧光猝灭。另一种是电子从激发态荧光团(电子供体)转移到激发态荧光团(电子受体)。电子受体、激发态荧光团被氧化导致荧光猝灭。当物体未结合时,荧光团和受体之间的 PET 将淬灭荧光。物体结合后,PET 过程受到抑制,荧光团发出荧光。

十一、分子内电荷转移(ICT)

分子内电荷转移也称为光诱导电荷转移(PCT),也是设计比例荧光探针的重要方法。这类荧光探针的识别基团直接与荧光团相连,也可以理解为组成荧光团的某些原子或基团直接参与客体的识别。

十二 荧光共振能量转移(FRET)

荧光共振能量转移(FRET)是能量转移(ET)的一种。能量转移是指分子中能量从供体发色团向受体发色团转移的过程。 FRET 效率通常通过调整光谱重叠程度和供体-受体距离来改变。

十三激发分子内质子转移(ESIPT)

ESIPT现象是指化合物分子从基态跃迁到激发态,然后质子通过分子内氢键转移到分子中相邻的N、S、O杂原子上,形成相应互变异构体的过程。

十四准分子/激基复合物形成

准分子(Er)可以定义为由相同结构的激发荧光团和基态荧光团相互作用形成的缔合体。同样,如果处于激发态的荧光团和处于基态的具有不同结构的荧光团形成复合物,则称为激发态复合物。

纳米探针特色产品介绍

纳米探针特色产品介绍

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BOC Sciences 荧光探针简介

BOC Sciences 荧光探针简介

荧光是发光的一种形式,是由吸收光或电磁辐射的物质产生的光的发射。荧光分子响应吸收的辐射,以重新发射波长更长、能量更低的光。由于其特性,荧光技术广泛用于荧光成像和光谱学,利用荧光探针,染料和其他生物活性试剂。

  • 细胞和细胞器染色

  • 脱氧核糖核酸染色

  • 荧光酶底物

  • 离子指示剂和传感器

  • pH指示剂

荧光团是单独使用或与分子结合以产生荧光探针的荧光化合物。荧光团一般分为四种类型:有机染料、荧光蛋白、量子点(发光纳米晶体)和适用于无标记成像的生物结构。大多数荧光团是低分子量(0.2-1 kDa)的小分子染料,有些是相对较大的蛋白质,如GFP(绿色),YFP(黄色)和RFP(红色)。荧光基团的广泛选择在生命科学和基础研究中提供了广泛的应用,具体取决于其物理性质,如尺寸、生物相容性、激发和发射波长、强度、量子产率、荧光寿命以及与物质的相互作用。

荧光探针是单个荧光团或与生物分子共价偶联的荧光团。中银科技网站上提供了几种类型的荧光探针,如下所示:

细胞和细胞器染色: 荧光带来了一种可视化细胞和细胞器结构以及细胞追踪的新方法。绿色荧光蛋白是一种238个氨基酸的蛋白质,于1961年从水母维多利亚水母中分离出来,促进了荧光蛋白在细胞生物学中的应用。不久之后,更多来自其他物种的荧光蛋白被发现并分离出来。随着荧光蛋白技术的快速发展,除了简单追踪活细胞中标记的生物分子之外,利用基因编码的荧光团进行广泛的应用最近得到了充分认识。

其他非蛋白质荧光探针可以对活细胞或固定细胞中的膜、细胞器、核酸和蛋白质进行染色,以研究细胞和细胞成分。细胞染色技术用于显微镜,流式细胞术,并且在疾病诊断中的应用一直在发展,从癌症到细菌感染。据报道,Epicocconone是一种从黑真菌中代谢的长斯托克斯位移荧光染料,用于染色人结肠癌细胞系HCT-116,在590nm处显示出最大发射峰。Epicocconone适用于活细胞成像,因为它不会影响哺乳动物细胞的生长,其浓度与用于染色的浓度相似。

脱氧核糖核酸染色: DNA染色剂是超灵敏的染料,使研究人员能够可视化DNA片段和数量。菁染料、菲和吖啶、吲哚和咪唑类以及其他一些核酸染料通常包含在DNA染色剂中。在流式细胞术和显微镜中,Cy3和Cy5是常用的花青染料,通常带有N-羟基琥珀酰亚胺酯(NHS-酯)反应性基团,用于标记DNA。此外,TOTO系列、TO-PRO系列、SYTO系列和SYBR系列染料是针对不同用途优化的花青染料。SYBR Green I优先与双链DNA结合,形成发射超过1000倍荧光的复合物。SYBR Green I已用于PCR、凝胶电泳、流式细胞术和显微镜中的DNA检测。

赫斯特染料是双苯甲酰亚胺,被 350 nm 的紫外光激发,在 460 nm 处发出荧光蓝光。相对较大的斯托克斯位移使赫斯特染料适用于多色标记实验。Hoechst染料通过选择性地结合到富含AT的双链DNA的微小凹槽来染色DNA。Hoechst 33258、Hoechst 33342 和 Hoechst 34580 是该家族中的相关污渍。

荧光酶底物: 多种酶的荧光底物用于酶活性测定。它们通常由荧光化合物和特定的酶底物组成。在酶裂解时,荧光底物释放荧光部分并产生荧光,其比率或强度可用于量化酶活性。一些底物是为活细胞酶测定开发的,能够原位研究各种酶的生理功能。

离子指示剂和传感器: 人体体内钙、钠、钾、锌等金属离子的浓度应保持在适当范围内,以保证其正常的生物功能。离子指示剂通常有膜不透盐形式和膜渗透性AM酯形式。进入细胞后,离子指示剂通过水解释放,并与离子结合。钙指示剂分为化学指示剂和遗传编码的钙指示剂。化学指示剂是与钙螯合剂偶联的BAPTA结构的荧光团,如吲哚-1、呋喃-2、氟-3、氟-4。钙离子结合产生的荧光量子产率、激发/发射波长和光谱偏移用于定量。 基因编码的钙指示剂是来源于绿色荧光蛋白的荧光蛋白。

卟啉类似物被设计为金属离子或阴离子化学传感器,用于检测环境系统和生物过程。传感器的框架可分为2种类型:类型1由报告器和识别单元组成。一旦识别单元被合并以与目标分析物相互作用,就会从报告器报告光物理信号。第2类仅由一个组成部分组成,同时充当识别和报告单元。根据各种光物理过程开发不同类型的化学传感器。

pH指示剂: 细胞内pH值对细胞、组织和酶活性非常重要,异常的pH值通常与不适当的细胞功能和生长有关,这可以在癌症等某些疾病中观察到。细胞内pH值的测量为研究细胞中的生理过程提供了关键信息。由于定性测量容易受到光程长度、温度、激发强度变化和发射收集效率变化的影响,因此采用比例光谱法来检测pH值。测量方法要求荧光探针对分析物具有差异敏感性,至少有两个激发或发射波长。BCECF是活细胞中使用广泛的比例激发pH指示剂。

荧光叠氮化物探针详细介绍

荧光叠氮化物探针详细介绍

用荧光叠氮化物探针通过CuAAC可视化炔烃标记的生物分子的一个主要缺点反应是需要去除未反应的荧光探针。当对细胞内环境、活体组织成像或对体内生物分子进行可视化时,这尤其成问题。去除所有未反应的荧光探针的困难也是背景信号和非特异性结合的主要原因之一。

为了克服这一缺点,Carolyn Bertozzi小组设计了荧光叠氮化物探针,通过铜催化或无金属点击化学。这些叠氮化物探针在与炔烃反应之前不具有荧光性。已终止在CalFluor中,这些探针具有从绿色到远红色波长的发射最大值,并且能够实现灵敏无洗涤条件下的生物分子检测。许多报告表明,CalFluor探针是用于敏感可视化细胞中代谢标记分子(聚糖、DNA、RNA和蛋白质)的工具,正在开发在不洗涤的条件下将动物脑组织切片、斑马鱼和小鼠脑组织切片。

荧光叠氮化物探针详细介绍

荧光叠氮化物探针详细介绍

DiD Perchlorate (DiIC18(5)) 细胞膜红色荧光探针

DiD Perchlorate (DiIC18(5)) 细胞膜红色荧光探针 货号: JP4004-10MG 品牌: Jinpan 标签: 细胞生物学研究

描述

DiD Perchlorate (DiIC18(5)) 细胞膜红色荧光探针

温馨提示:细胞膜荧光探针专题,选择您想要的最适膜标记探针。

搜索关键词:

细胞膜荧光探针,DiI,DiO,DiD,DiR,DiA,CM-DiI,神经示踪,传统细胞膜荧光探针

订购信息:

产品名称 产品编号 CAS NO 规格 价格(元)
DiD Perchlorate (DiIC18(5)) 细胞膜红色荧光探针 JP4004-10MG 127274-91-3 10mg 658.00
DiD Perchlorate (DiIC18(5)) 细胞膜红色荧光探针 JP4004-25MG 127274-91-3 25mg 1188.00

产品描述:

DiI, DiO, DiD和DiR作为一类长链的亲脂性二烷基碳菁类染料(Dialkylcarbocyanines)荧光染料家族,用于标记细胞膜以及其他脂溶性生物结构。作为一类环境敏感型荧光染料,当它们与膜结合或者与亲脂性生物分子(例如蛋白质,虽然在水中其荧光强度很弱)结合时,其荧光强度显著增强。一旦进入细胞后,它们在细胞内质膜中逐步扩散,于最佳浓度条件下可将整个细胞均匀染色。这些染料具很高的淬灭系数,偏光依赖性和很短的激发寿命。

四种染料呈现不同的荧光颜色,DiI(橙色荧光)、DiO(绿色荧光)、DiD(红色荧光)、DiR(深红色荧光),为活细胞多色彩荧光成像分析和流式细胞术提供了一种便捷的工具。DiO和DiI分别用标准FITC和TRITC滤光器检测,可结合使用。DiD可被633 nm氦-氖(He-Ne)激光激发,具有比DiI更长的激发和发射光波长,特别适合用于标记具本底荧光的细胞和组织。而,DiR在体内活体成像或者示踪中意义非凡,因其所发射的红外光可以高效地穿过细胞和组织,并且在红外光范围内,其本底荧光水平很低。

本品以DiD的高氯酸盐形式提供,英文名:1,1′-Dioctadecyl-3,3,3′,3′-Tetramethylindodicarbocyanine Perchlorate,纯度≥95%,适用于荧光检测研究。

基本特性:

1)化学名:2-[5-(1,3-Dihydro-3,3-dimethyl-1-octadecyl-2H-indol-2-ylidene)-1,3-pentadien-1-yl]-3,3-dimethyl-1-octadecyl-3H-indolium perchlorate

2)同义名:DiD Perchlorate; DiIC18(5); 1,1′-Dioctadecyl-3,3,3′,3′-Tetramethylindodicarbocyanine Perchlorate;

3)推荐滤光器:Omega-XF110, XF47, Chroma-41008, 31023

4)分子式:C61H99ClN2O4

5)分子量:959.91g/mol

6)外观:紫色或深蓝色固体

7)纯度:≥95%

8)Ex/Em:644/665 nm(甲醇)

9)溶解性:溶于DMF,DJPO,甲醇

10)化学结构图: DiD Perchlorate (DiIC18(5)) 细胞膜红色荧光探针

DiD Perchlorate (DiIC18(5)) 细胞膜红色荧光探针

保存与运输方法

保存: -20ºC避光干燥保存,有效期一年。

运输:冰袋运输。

应用示例(来自文献):

文献来源:Diao J et al. A single vesicle-vesicle fusion assay for in vitro studies of SNAREs and accessory proteins. Nat Protoc. 2012 May;7(5):921-34.

Single-vesicle lipid-mixing assay: In our vesicle-vesicle lipid-mixing assay, the v-and t-SNARE proteins (or vice versa) are reconstituted into two different groups of vesicles labeled with acceptor (DiD) and donor (DiI) fluorophores, respectively. The acceptor-labeled vesicles are immobilized on the surface and then the donor-labeled vesicles are added in order to observe the formation of a single vesicle-vesicle complex through specific SNARE interactions12 (Fig. 1).

 

1,1′-Dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindodicarbocyanine perchlorate, DiIC18(5) (DiD):DiD working solution is prepared using 100% ethanol (1 mg ml− 1). CRITICAL The solvent is subject to evaporation. An absorbance measurement may be done to verify the accuracy of the dye concentration. Store the solution at −20 °C for up to 1 month without recalibration.

1,1′-Dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindocarbocyanine perchlorate, DiIC18(3) (DiI):DiI working solution is prepared using 100% ethanol (1 mg ml− 1). CRITICAL The solvent is subject to evaporation. An absorbance measurement may be done to verify the accuracy of the dye concentration. Store the solution at −20 °C for up to 1 month without recalibration.

注意事项

1)荧光染料均存在淬灭问题,请尽量注意避光,以减缓荧光淬灭。

2)为了您的安全和健康,请穿实验服并戴一次性手套操作。

使用方法

【注意】以下使用方法仅用作参考,可根据具体的实验条件做出调整。

1. 染色液制备

1)储存液制备:用DJPO或乙醇配置浓度1~5 mM的储存液。例如,取25mg DiD(Mw:959.91g/mol)溶于5.21ml无水DJPO中,充分溶解,即得到5mM的储存液。【注意】未使用的储存液分装储存在-20℃,避免反复冻融,且要避光保存。

2)工作液制备:用合适的缓冲液(如:无血清培养基,HBSS或PBS)稀释储存液,调整到1~5 μM的工作浓度。【注意】工作液最终浓度需要根据不同细胞系和实验体系来优化。建议从推荐浓度开始,以10倍范围为区间进行最优浓度的摸索。

2. 悬浮细胞染色

1)加入适当体积的染色工作液重悬细胞,使其密度为1×106/mL。

2)37℃孵育细胞2~20min,不同的细胞最佳培养时间不同。可以20min作为起始孵育时间,之后优化以保证得到均一化的标记结果。

3)孵育结束,按1000~1500 rpm离心5min。

4)去除上清液,之后轻柔加入37℃预热的生长培养液重悬细胞。

5)再重复3),4)步骤两次。

3. 贴壁细胞染色

1)将贴壁细胞培养于无菌盖玻片上。

2)从培养基中移走盖玻片,滤掉过量培养液,将盖玻片放在潮湿的小室内。

3)在盖玻片的一角加入100μL的染色工作液,轻轻晃动使染料均匀覆盖所有细胞。

4)37℃孵育细胞2~20min,不同的细胞最佳培养时间不同。可以20min作为起始孵育时间,之后优化以保证得到均一化的标记结果。

5)吸掉染色工作液,用培养液洗盖玻片2~3次,每次用预温的培养基覆盖所有细胞,孵育5~10min,然后吸走培养基。

4. 显微镜检测

1)DiD,DiO,DiI,DiR和DiS滤光器的选择参见下表:

货号 荧光探针 最大激发/最大发射波长

(Ex/Em)

滤光片编号
Omeaga公司 Chroma公司
JP4002-10MG DiI 549/565nm XF108, XF32 41002, 31002
JP4001-25MG DiO 484/501nm XF100,XF2341001, 31001 41001, 31001
JP4004-25MG DiD 644/665nm XF110, XF47 41008, 31023
JP4005-25MG DiR 750/780nm XF112 41009

2)多色染料的同时检测,滤光器按照以下设定:

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;

5. 流式细胞仪检测

经DiO,DiI,DiD和DiR染色的细胞分别用流式细胞仪的FL1,FL2,FL3或FL4通道检测。

规格信息

品牌:

Jinpan

CAS:

127274-91-3

规格:

10mg

货期:

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