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四种氯离子探针的性质对比及使用推荐

English title: Comparison of Properties and Usage Recommendations of Four Chloride Ion Probes

四种用于测量氯离子 (Cl⁻) 的荧光指示剂:SPQ(#21252)MQAE (#21255)MEQ (#21250) 和 Lucigenin (#21259)的总结对比及应用。

 

一、背景

囊性纤维化的遗传效应通过 Cl⁻ 转运的变化表现出来,这一发现推动了细胞内 Cl⁻ 浓度的测量和 Cl⁻ 通道的研究。然而,目前大多数研究细胞 Cl⁻ 转运动力学的方法都存在严重局限。基于 36Cl 测量的方法由于该同位素比活度低而灵敏度差;微电极 Cl⁻ 选择性差且只能用于大细胞。荧光指示剂被证明比传统方法更灵敏、选择性更高,并且在某些情况下可以非侵入性地加载到细胞中。

百萤提供了四种氯离子荧光指示剂可检测溶液/细胞内氯离子的浓度。

 

二、四种氯离子荧光指示剂的物理性质

产品名称 货号 分子量 最大激发波长 最大发射波长 消光系数 Ksv (M⁻¹) ↑
MEQ 21250 315.15 318 447 3900 145
SPQ 21252 281.33 317 451 3700 118
MQAE 21255 326.19 319 462 2800 200
Lucigenin 21259 510.5 369 503 7400 390
注:Ksv (M⁻¹) ↑来自文献:Anal Biochem 219, 139 (1994); Biochemistry 30, 7879 (1991); Anal Biochem 178, 355 (1989).

 

三、四种氯离子荧光指示剂的对比

原理 所有指示剂均通过碰撞淬灭机制工作。Cl⁻ 等卤离子与荧光染料分子碰撞导致其荧光强度降低(淬灭),降低的程度与 Cl⁻ 浓度相关(遵循 Stern-Volmer 方程),且光谱峰位置基本不变。
特性 MEQ SPQ MQAE Lucigenin
Ksv (溶液, M⁻¹) 145 118 200 390
Ksv (细胞, M⁻¹) ~19 ~12 (成纤维细胞) ~25-28 (多种细胞) 不适合细胞内测定
灵敏度 (溶液) 中等 中等 较高 最高
加载方式 通过前体dHI-MEQ非侵入性加载 低渗休克渗透法 未知 通常胞外或脂质体
细胞内泄漏 相对较低 (优于SPQ/MQAE) 加载后泄漏少 (<10%/15min) 较高 (<20%/小时) 未明确
主要优势 非侵入性加载、细胞内保留较好 经典、应用广泛 灵敏度高、量子产率高、不受pH/多种阴离子影响 溶液灵敏度最高、适合脂质体/囊泡、测量Cl⁻外流
主要缺点/注意 前体(dHI-MEQ)需现配、易氧化 细胞内灵敏度显著降低、pH敏感性(某些缓冲液)、需渗透加载 泄漏率高、酯基可能水解改变响应 不适合细胞内测定、需高纯度避免干扰
应用场景 长时程或需非侵入加载的细胞内Cl⁻监测 流式/共聚焦(UV激发)、通透性测定 流式/共聚焦(UV激发)、需高灵敏度 脂质体/膜囊泡Cl⁻、Cl⁻外流测量

关键对比点总结:

1.灵敏度 (Ksv): Lucigenin (溶液) > MQAE > MEQ > SPQ。细胞内灵敏度普遍低于溶液值,MQAE和MEQ在细胞内灵敏度相对较高。

2.加载方式: MEQ 通过其前体 dHI-MEQ 提供非侵入性加载的优势,这对活细胞实验更友好。SPQ 和 MQAE 通常需要渗透法(如低渗休克)。

3.细胞内保留: MEQ 被强调在细胞内保留优于 SPQ 和 MQAE。MQAE 泄漏率相对较高。

4.干扰: MQAE 对 pH 和多种阴离子(碳酸氢根、硼酸根、硝酸根、硫酸根)不敏感,是其优点(但仍受磷酸根/羧酸盐影响)。SPQ 在特定缓冲液中可能受 pH 影响。Lucigenin 对硝酸根、磷酸根、硫酸根不敏感。

5.适用性:

    a.细胞内 Cl⁻: SPQ, MQAE, MEQ 均可,MEQ 在保留性和非侵入加载上有优势。

    b.脂质体/膜囊泡: Lucigenin 是首选,MQAE 也可用。

    c.Cl⁻ 外流测量: Lucigenin 适合(需突然移除胞外 Cl⁻)。

    d.流式/共聚焦 (UV 激发): SPQ, MQAE, MEQ 都适用。