流式細(xì)胞學(xué)的發(fā)展,重要的促進(jìn)力量是抗體,其次就是與儀器檢測能力配套的熒光染料。
現(xiàn)有的流式熒光染料可分為以下11大類:
1、有機(jī)小分子
提起有機(jī)小分子,大多數(shù)人肯定一頭霧水,但是如果我舉出幾個例子,肯定恍然大悟。
FITC(分子量389 Da)、Alexa Fluor 488(FITC類似物,分子量643 Da)、Texas Red(TxRed,分子量625 Da)、Alexa Fluor 647(分子量1155 Da) 、Pacific Blue(分子量242 Da)和Cy5(分子量762 Da)。是不是基本上都用到過?
這些有機(jī)小分子具有一致的發(fā)射光譜和較小的斯托克斯位移(激發(fā)波長和發(fā)射波長之間的差,大約為50-100 nm),光穩(wěn)定好,容易與抗體偶聯(lián),所以應(yīng)用豐富。
值得一提的是Alexa Fluor染料光穩(wěn)定性較FITC更好,所以如果要做成像的話,可選擇它們。
2、藻膽蛋白
藻膽蛋白(Phycobiliproteins)是從藍(lán)藻、鞭毛藻等藻類中提取的大蛋白分子,例如藻紅蛋白(PE)的分子量為240,000 Da。這些蛋白質(zhì)具有較大的斯托克斯位移(75-200 nm),并且具有穩(wěn)定的發(fā)射光譜。由于藻膽蛋白較大,因此它們在結(jié)合過程中通常具有1:1的蛋白質(zhì)與熒光染料比率,因此對于定量流式細(xì)胞術(shù)非常有用。
但是,藻膽蛋白易受光致漂白,因此不建議長時間或反復(fù)暴露于激發(fā)光源中。
藻膽蛋白家族中,除了藻紅蛋白(PE)外,還有別藻藍(lán)蛋白(APC)和苦瓜素葉綠素蛋白(PerCP)。
3、量子點(diǎn)
量子點(diǎn)(Qdots)是半導(dǎo)體納米晶體,具有與納米晶體尺寸密切相關(guān)的熒光發(fā)射光譜。它們適合被紫外或紫光激發(fā),但也容易被其它激光少量激發(fā),因此,在多參數(shù)實(shí)驗(yàn)中使用Qdots時,其它波長激光器的這種微小激發(fā),卻會使熒光補(bǔ)償變得復(fù)雜。
4、高分子染料
高分子(聚合物)染料由收集光信號的聚合物鏈組成,可以根據(jù)聚合物鏈的長度和連接的分子亞基,“調(diào)節(jié)”吸收和發(fā)射特定波長的光。這些染料非常穩(wěn)定,并且與藻膽蛋白具有相似的量子效率,光穩(wěn)定性大大提高。
5、串聯(lián)染料
串聯(lián)染料將藻膽蛋白(PE,APC,PerCP)或高分子染料(BV421,BUV395)與有機(jī)小分子熒光染料(Cy3,Cy5,Cy7)化學(xué)偶聯(lián),利用熒光能量轉(zhuǎn)移(FRET),形成單激光激發(fā)更多波長的發(fā)射光。
例如,Texas Red的激發(fā)為589 nm,而PE的發(fā)射為585 nm,因此通過將PE與Texas Red耦合,PE的發(fā)射光通過FRET激發(fā)Texas Red,從而使PE-TxRed可用488 nm或532 nm的激光器激發(fā)。
6、重金屬離子
重金屬離子嚴(yán)格說起來不算熒光素,但是我們也在此一起提一下。
7、熒光蛋白
熒光蛋白經(jīng)常用作基因表達(dá)的報告系統(tǒng)。常用的是來自維多利亞水母(Aequorea victoria)的綠色熒光蛋白(GFP)。由此衍生出CFP和YFP。
紅色熒光蛋白(DsRed)來自蘑菇?Discosoma,從DsRed衍生出下一代單體熒光蛋白(mCherry,mBanana),并具有更寬的激發(fā)和發(fā)射光譜。
隨著基因克隆技術(shù)的成熟,目前熒光蛋白已有數(shù)百種,其激發(fā)和發(fā)射光譜范圍從紫外線到近紅外。
8、核酸染料
核酸染料結(jié)合DNA、RNA或兩者均結(jié)合。它們可用于定量DNA進(jìn)行細(xì)胞周期分析(如PI,7-AAD,DyeCycle Violet,DAPI),分選染色體(如Hoescht 33342, Chromomycin A3),利用側(cè)群分析對干細(xì)胞進(jìn)行分選(如Hoescht 33342),。
將核酸染料與另一種標(biāo)記物(例如熒光染料偶聯(lián)的抗溴脫氧尿苷(BrdU))結(jié)合使用,能確定增殖水平。
9、細(xì)胞增殖染料
用BrdU(溴脫氧尿嘧啶核苷)孵育細(xì)胞,使其摻入細(xì)胞DNA合成過程,然后用針對BrdU的抗體和DNA染料染色,便可測量細(xì)胞增殖。但是,此方法不適合長期增殖研究。
10、細(xì)胞染料
細(xì)胞活力可以通過排除性染料(如碘化丙啶、DAPI)確定,也可通過染料與細(xì)胞內(nèi)胺類物質(zhì)的結(jié)合檢測。
排除性染料不能固定,僅適用于無感染性且需立即分析的細(xì)胞。
11、鈣指示劑染料
鈣指示劑染料與鈣結(jié)合后會發(fā)生色移,可用于指示細(xì)胞激活和信號傳導(dǎo)。
常用的染料仍然是indo-1,即紫外雙相鈣探針。另外還有fluo-3的Blue-green calcium probes。
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