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10种常用细胞核染料特点介绍

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10种常用细胞核染料特点介绍

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https://www.bilibili.com/opus/1014342636766494729

细胞核染料是生物医学研究中常用的工具,它们通过与DNA或RNA结合发出特定波长的荧光,帮助研究人员观察和分析细胞的结构和功能。本文将介绍10种常用的细胞核染料,包括它们的荧光特性、染色原理、适用场景以及优缺点。

荧光染料对细胞核进行染色,定量测定细胞的荧光强度,从而可以测定细胞核中DNA和RNA的含量,分析细胞周期和细胞增殖情况。有多种荧光染料可以对细胞中的 DNA 或 RNA 进行染色。常用的DNA染料有碘化丙啶(PI)、DAPI、Hoechst 33342等,RNA染料有噻唑橙、吖啶橙等。

DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)

DAPI是一种通用的细胞核染料,可用于活细胞和死细胞的染色。它与 DNA 结合后发出蓝色荧光,常用于细胞有丝分裂的观察和 DNA 分布的研究。

  1. DAPI是一种常用的可以穿透细胞膜蓝色荧光DNA染料,可对DNA染色的细胞核染色试剂,其与DNA结合后可以产生比DAPI 自身强20多倍的荧光,而与单链DNA结合无荧光的增强。
  2. DAPI常用于细胞凋亡检测,染色后用荧光显微镜观察或流式细胞仪检测。DAPI对双链DNA的染色灵敏度要高于EB和PI,荧光强度比Hoechst低,但光稳定性高于Hoechst。部分重垂,研究员可利用这项特性在单-的样品上进行多重荧光染色。
  3. DAPI能快速进入活细胞中与DNA结合,因此DAPI对生物体而言,也被视为-种毒性物质与致癌物。使用过程中应注意操作与抛弃的处理程序。

PI(碘化丙啶)

PI 是一种可对 DNA 染色的细胞核染色试剂,常用于细胞凋亡检测。在细胞死亡过程中,细胞膜通透性增加,PI 能够进入细胞内部并与 DNA 结合,从而指示细胞的死亡状态。它是一种溴化乙啶的类似物,在嵌入双链 DNA 后释放红色荧光。

Hoechst 33258&Hoechst 33342

常用于活细胞(尤其是早期凋亡细胞)的染色。它能穿透细胞膜,与细胞核中的DNA 结合,显示出蓝色荧光,对细胞周期和凋亡研究具有重要意义。

  1. Hoechst可以穿过活细胞膜与细胞核结合(主要为凋亡活细胞)在紫外光下将核染为蓝色,该染料在染细胞核时会影响共聚焦显微镜对该样本其他荧光的观察效果。
  2. Hoechst染料在细胞周期和凋亡(早期凋亡)研究中被广泛应用,也被广泛应用于核复染色,有Hoechst 33258和Hoechst 33342两种。
  3. Hoechst 33258在活细胞中DNA的AT序列富集区域的小沟处与DNA结合,广泛用于细胞凋亡检测,染色后可用荧光显微镜观察或流式细胞仪检测。两者区别不大,但是Hoechst 33342对细胞的毒性作用更小一些,因此一般Hoechsts 33258用于细胞固定后再染色,而Hoechst 33342则可以对活细胞直接进行染色。

EB(溴化乙锭)

溴化乙锭是一种高度敏感的嵌入荧光染料,是一种强致癌诱变剂,但价格便宜。它与 DNA 的结合几乎没有碱基序列特异性。在高离子强度的饱和溶液中,每 2.5 个碱基插入大约 1 个溴化乙锭分子。EB 的这一特性使其成为常用于琼脂糖凝胶电泳中核酸染色的核酸染料。溴化乙锭在紫外区的302nm和366nm处有吸收峰。在紫外光照射下,溴化乙锭可激发出橙红色荧光(590nm)。与 DNA 结合的溴化乙锭复合物发出的荧光比不结合 DNA 的染料强 20-30 倍,因此溴化乙锭可以检测小至 10 ng 的 DNA 带,并且非常灵敏。

EthD-1(Ethidium Homodimer-1 )

主要用于染色死细胞。它与细胞核结合后,可发出红色荧光,常用于检测细胞的死亡状态。

  1. Ethidium Homodimer-1是一种高亲和性的荧光核酸染料,与DNA或RNA结合后,可以使荧光增强30多倍。
  2. 由于带有较强正电荷,所以该染料不能穿过细胞膜进行活细胞染色,但是可以准确的检测溶液中的核酸或者解体细胞中的核酸,是一种较灵敏的核酸染色剂。
  3. 此外EthD-1可与钙黄绿素AM联合使用,分别染色死细胞和活细胞,从而判断细胞活力和毒性。

Hematoxylin(苏木精)

苏木精是一种用于染色细胞核的染料。苏木精通常与伊红结合用于 H&E 组织学染色,是细胞学中使用的巴氏染色的一个组成部分。苏木精可与其他固定剂一起使用以染色肌肉条纹、纤维蛋白、髓磷脂和弹性蛋白。也可用于完整组织的 H&E 染色。

GelRed和GelGreen

EB替代染料,具有与EB相似的染色效果,且在紫外光照射下不易淬灭,因此可用于胶水回收。但价格较贵。 GelRed和GelGreen是两种优秀的荧光核酸凝胶染色试剂,兼具高灵敏度、低毒性和超稳定性。其水溶性染料已通过美国EPA安全认证,废物可直接倒入下水道,不会造成任何环境污染。
其特点是:

  1. 灵敏度高:GelRed和GelGreen是市场上灵敏度最高的凝胶核酸染料之一;
  2. 稳定性佳:可微波炉加热,可常温保存;
  3. 更安全:艾姆斯测试结果表明该染料的致突变性远小于溴化乙锭(EB);
  4. 适应性广:适用于预制胶和胶后电泳染色;
  5. 染色过程简单:与EB一样,无需担心预制胶和电泳过程中染料降解;电泳后染色过程仅需30分钟,无需脱色或水洗;
  6. 对DNA和RNA迁移影响小:对核酸迁移影响比SYBR Green I?小;
  7. 与标准凝胶成像系统和可见光激发的凝胶观察装置兼容:使用312nm激发的UV凝胶成像系统时,GelRed可以替代EB;GelGreen 足以替代凝胶观察装置中的任一 SYB 染料。然而,这种染料会使小 DNA 片段迁移得更慢(与 EB 相比)。

Cellstain- AO

Cellstain- AO- 吖啶橙 (AO) 与双链 DNA 形成复合物,发出绿色荧光。AO 还与单链 DNA 或 RNA 形成复合物以发出红色荧光。一分子AO嵌入三对双链DNA碱基,发出绿色荧光,最大波长为526 nm(激发波长502 nm)。一个 AO 分子还可以与单链 DNA 或 RNA 的一个磷酸基团相互作用,形成一个聚集或堆叠的结构,该结构发出最大波长为 650 nm(激发 460 nm)的红色荧光。因此,AO 可用于检测双链 DNA 和单链 DNA 或 RNA。它可以通过氩激光激发或流式细胞术同时测定 DNA 和 RNA。

Goldview

Goldview对于大的DNA片段有很好的染色效果,但是对于500bp以下的片段则不太好。另一个致命的弱点是它的荧光团在紫外光下很容易猝灭,通常需要5-10分钟。会消失。Goldview 也不适合胶水回收。Goldview实际上是AO(吖啶橙,剧毒产品),其荧光效果远不如EB,灵敏度差,底色严重,不适合回收,不稳定,在紫外光下诱导突变的能力较差高。

SYBR Green 和 SYBR Gold

稳定性差,毒性大。属于花青素核酸染料。花青素染料并非无毒,只是低毒。电泳等级已修改。改性有以下三种:1.添加卤素或氰基。2.插入环状羟基。3、添加稳定剂。SYBR Green I 是一种高灵敏度 DNA 荧光染料,适用于各种电泳分析,操作简单:无需脱色或洗涤。至少可以检测到20pg DNA,比EB染色高25-100倍。当SYBR Green I与双链DNA结合时,荧光信号将增强800-1000倍。SYBR Green I 染色的凝胶样品荧光信号强,背景信号低。SYBR Green 和 SYBR Gold 的稳定性远不如 EB。SYBR系列染料还可进入细胞对细胞核中的线粒体和DNA进行染色,造成伤害。SYBR Green I已被证明在紫外线照射下具有很强的诱变能力,使DNA或其他物质发生突变。

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