AAT Bioquest研發(fā)生產(chǎn)的最亮的鈣離子熒光探針Calbryte系列產(chǎn)品(代表產(chǎn)品:Calbryte 520、Calbryte 590 、 Calbryte 630)。Calbryte 系列是開發(fā)用于檢測細(xì)胞內(nèi)鈣離子的熒光染料家族。這些指示劑的主要區(qū)別在于它們的激發(fā)和發(fā)射波長,它們均可以使用標(biāo)準(zhǔn)的熒光儀器進(jìn)行檢測。Calbryte 系列已經(jīng)經(jīng)過優(yōu)化,可用于熒光顯微鏡、熒光酶標(biāo)儀和流式細(xì)胞儀,它們還可以用于高通量篩選應(yīng)用。感興趣的朋友一起來看看吧!
Calbryte 系列染料與常見的Fluo-3和Fluo-4染料相比具有幾個關(guān)鍵優(yōu)勢 。Calbryte 系列染料能產(chǎn)生更亮的信號,具有更優(yōu)秀的信噪比,并大大增強(qiáng)了細(xì)胞保留能力。這些特點使Calbryte 系列染料成為傳統(tǒng)的鈣指示劑的絕佳替代品。
圖1.在Fluo-4,AM(左)和Calbryte 520AM(右)的CHO-K1細(xì)胞中測量ATP反應(yīng)。將CHO-K1細(xì)胞以50,000個細(xì)胞/ 100 µL /孔在黑色96孔板中接種過夜。加入含丙磺舒的HH緩沖液中的100 µL 10 µg / ml Calbryte 520 AM或含丙磺舒的HH緩沖液中的10 µg / ml Fluo-4,AM,并在37°C下孵育45分鐘。然后除去染料加載溶液,并用200 µL HH Buffer /孔替換。加入ATP(50 µL /孔)以達(dá)到最終指示的10 µM濃度,然后用顯微鏡FITC通道(Keyence)成像。
Calbryte系列產(chǎn)品的命名
Calbryte 系列的染料是根據(jù)其最大發(fā)射波長命名的。例如,Calbryte 520在可見光譜的綠色區(qū)域發(fā)出熒光,而Calbryte 590和Calbryte 630在紅色和深紅色區(qū)域發(fā)出熒光。它們共有AM酯形式、鹽形式(以鉀鹽形式)。AM酯形式是可滲透細(xì)胞的形式,可用于檢測活細(xì)胞中的鈣離子。鹽形式主要用于校準(zhǔn)鈣指示劑。根據(jù)熒光信號強(qiáng)度計算細(xì)胞內(nèi)鈣濃度時,通常需要執(zhí)行此步驟。鹽形式的Calbryte 也可以用于向活細(xì)胞和組織中進(jìn)行顯微注射。
Calbryte系列產(chǎn)品在活細(xì)胞中的作用機(jī)制
當(dāng)測定活細(xì)胞中的鈣離子時,合成具有幾個乙酰氧基甲基酯(AM酯)官能團(tuán)的Calbryte 染料。這樣做的原因有兩個。首先,AM酯是親脂性基團(tuán),當(dāng)連接到Calbryte 核心結(jié)構(gòu)時,會形成整體上更疏水的化合物。這種增加的疏水性使Calbryte AM酯易于滲透完整的脂質(zhì)膜并滲透到活細(xì)胞中。這消除了對電穿孔、顯微注射或其他類似破壞性加載技術(shù)的需求;其次,Calbryte 染料雖然呈AM酯形式,但基本上是非熒光性且不可活化的。它們對存在于細(xì)胞外溶液中的微量Ca2+表現(xiàn)出最小的響應(yīng)。只有當(dāng)Calbryte 探針滲透到細(xì)胞中,并且只有在細(xì)胞內(nèi)酯酶切割掉AM酯官能團(tuán)之后,Calbryte 染料才被激活并對鈣離子有反應(yīng)。這兩步激活過程非常重要,因為它極大地減少了非特異性背景熒光。并且通過擴(kuò)展,它明顯增強(qiáng)了細(xì)胞內(nèi)鈣離子信號;最后,一旦激活了Calbryte 探針,它就會通過典型的螯合過程檢測細(xì)胞中鈣的鈣離子。但是,與其他螯合劑(例如Fluo-3和Fluo-4)不同,Calbryte 染料在與鈣結(jié)合時會表現(xiàn)出更大的響應(yīng)。在實驗中,Calbryte 探針在螯合后會表現(xiàn)出大于300倍的熒光增加。相比之下,F(xiàn)luo-4僅表現(xiàn)出100倍的增長。熒光響應(yīng)的這種明顯改善,使這種新型鈣離子檢測探針Calbryte對鈣的檢測極為穩(wěn)定,這是過去的鈣指示劑無法實現(xiàn)的。
Calbryte系列產(chǎn)品的優(yōu)勢
在活細(xì)胞實驗中,Calbryte 染料的信噪比比其他染料(例如Fluo-4)大一個數(shù)量級,在實驗研究中,這是一個巨大的優(yōu)勢,因為較差的信噪比對數(shù)據(jù)分析來說是非常頭疼的問題。它將結(jié)果與其他信號混在一起,可能會遺失掉許多重要數(shù)據(jù),并導(dǎo)致巨大的測定差異。因此,在選擇試劑時,大多數(shù)研究人員更喜歡信噪比高的試劑。
信噪比不佳可能是由多種因素造成的,這些因素主要分為兩類。第一類,存在導(dǎo)致信號強(qiáng)度差的因素。這些可以包括:
Catbryte 系列染料的開發(fā),完美的解決了以上問題。例如,Calbryte 520的量子產(chǎn)率是Fluo-3和Fluo-4的三倍。這意味著Calbryte 520吸收的每個光子從根本上比Fluo-3或Fluo-4發(fā)出更多的熒光,從而產(chǎn)生更亮的熒光信號。此外,所有Calbryte 系列染料的設(shè)計均應(yīng)使其最大吸收率發(fā)生在標(biāo)準(zhǔn)激發(fā)源附近。例如,Calbryte 520(λmax = 492 nm)被常見的488 nm氬離子激發(fā)光線激發(fā)。
許多探針表現(xiàn)出較差的信噪比的第二個原因是由于高背景。高背景可能是由于以下原因造成的:
這些因素中的許多與探針進(jìn)入細(xì)胞并有效定位于細(xì)胞質(zhì)的能力有關(guān)?v觀過去的許多鈣指示劑,它們經(jīng)常遇到兩個問題:1.探針要么是相當(dāng)水溶性的,但太親水而不能滲透活細(xì)胞,要么是疏水性足夠滲透活細(xì)胞,但水溶性太差,在加載過程中會從溶液中沉淀出來,這兩種情況都不可取。Calbryte 系列熒光染料通過控制水溶性官能團(tuán)和前面提到的AM酯基來解決這個問題,通過優(yōu)化,Calbryte 染料能夠獲得更高的信噪比。
圖3.CHO-K細(xì)胞中內(nèi)源性P2Y受體對ATP的反應(yīng)。將CHO-K細(xì)胞以每100 µL 40,000個細(xì)胞的孔接種在黑色96孔板中過夜。將含有2 mM丙磺舒的HHBS中的100 µL Calbryte 520 AM(左),Calbryte 590 AM(中)或Calbryte 630 AM(右)加入孔中,并將細(xì)胞在37°C下孵育1小時。將染料加載介質(zhì)替換為200 µL HHBS,用50 µL 50 µM ATP處理,并使用FITC通道(Calbryte 520),TRITC通道(Calbryte 590)或Texas Red通道Calbryte 630),用熒光顯微鏡成像(Keyence)。
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