活性氧(ROS)是細(xì)胞代謝的副產(chǎn)物,包括超氧陰離子自由基、過氧化氫、羥基自由基等。它們?cè)诩?xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)中起作用,但過量產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞損傷,并與多種疾病有關(guān)。目前針對(duì)ROS的檢測(cè)方法包括熒光染色法、化學(xué)發(fā)光法、電子順磁共振技術(shù)(EPR/ESR)、電化學(xué)生物傳感器、色譜法、分光光度法和基于熒光蛋白的方法(表1)。
表1 常用ROS的檢測(cè)方法
ROS檢測(cè)方法 | 方法描述 |
熒光染色法 | 使用特定的熒光探針如DCFH-DA,可以檢測(cè)多種ROS,探針本身無熒光,進(jìn)入細(xì)胞后被酯酶水解生成DCFH,隨后被ROS氧化生成具有熒光的DCF |
化學(xué)發(fā)光法 | 利用某些化學(xué)物質(zhì)與ROS反應(yīng)產(chǎn)生的發(fā)光信號(hào)來定量ROS |
電子順磁共振技術(shù)(EPR/ESR) | 直接檢測(cè)自由基的方法,適用于檢測(cè)包括羥基自由基在內(nèi)的多種ROS |
電化學(xué)生物傳感器 | 利用電化學(xué)方法檢測(cè)ROS,具有高靈敏度和選擇性 |
色譜法 | 通過色譜分離技術(shù)檢測(cè)特定的ROS或其代謝產(chǎn)物 |
分光光度法 | 使用特定的分光光度計(jì)來檢測(cè)ROS,如通過檢測(cè)硝基四唑藍(lán)(NBT)的還原來檢測(cè)超氧陰離子 |
基于熒光蛋白的方法 | 利用基因工程技術(shù)將熒光蛋白與ROS敏感的肽段融合,通過熒光變化檢測(cè)ROS |
檢測(cè)ROS水平對(duì)于理解細(xì)胞生理功能和環(huán)境因素導(dǎo)致的細(xì)胞損傷至關(guān)重要。今天小愛帶大家重點(diǎn)了解熒光染色法檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS的原理及具體操作步驟。
活性氧檢測(cè)攻略
一、選擇合適的探針
DCFH-DA:這是一種常用的熒光探針,通過檢測(cè)其氧化產(chǎn)物DCF的熒光強(qiáng)度來定量細(xì)胞內(nèi)ROS水平。DCFH-DA本身無熒光,可自由穿過細(xì)胞膜,在細(xì)胞內(nèi)被酯酶水解生成DCFH,隨后被氧化生成DCF,其熒光強(qiáng)度與ROS水平成正比。
圖1 DCFH-DA探針在細(xì)胞內(nèi)的作用機(jī)制[1]
二、 實(shí)驗(yàn)步驟(以abs580232,活性氧ROS檢測(cè)試劑盒為例)
1、裝載ROS探針
1)原位裝載探針(僅適用于貼壁細(xì)胞)
① 細(xì)胞準(zhǔn)備:檢測(cè)前一天進(jìn)行細(xì)胞鋪板,確保檢測(cè)時(shí)細(xì)胞數(shù)量小于5×105/mL。
② 藥物誘導(dǎo):去除細(xì)胞培養(yǎng)液,加入無血清培養(yǎng)基稀釋的藥物處理,于37℃細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)避光孵育,實(shí)際誘導(dǎo)時(shí)間由藥物特性和細(xì)胞類型決定。
③(可選)陽性對(duì)照:先用無血清培養(yǎng)基等稀釋陽性對(duì)照(abs580232,Rosup, 100mM)到常用工作濃度100μM,加入細(xì)胞,37℃避光孵育30min-4h,以提高活性氧水平,不同細(xì)胞類型存在差異。例如:HeLa細(xì)胞需孵育30-60min,MRC5人胚胎成纖維細(xì)胞則需孵育90min。
④ ROS探針準(zhǔn)備:探針裝載前按照1:1000用無血清培養(yǎng)液稀釋DCFH-DA,使其終濃度為10μM。
⑤ ROS探針裝載:吸除處理藥物,加入適當(dāng)體積稀釋好的DCFH-DA工作液。加入的體積需充分蓋住細(xì)胞。例如:6孔板通常不少于1mL,對(duì)于96孔板通常不少于100μL。37℃細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)避光孵育30min。
⑥ 細(xì)胞清洗:用無血清培養(yǎng)液洗滌細(xì)胞1-2次,以充分去除未進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的DCFH-DA。
2)收集細(xì)胞后裝載探針(適用于貼壁細(xì)胞和懸浮細(xì)胞)
① 細(xì)胞準(zhǔn)備:按照標(biāo)準(zhǔn)方法培養(yǎng)細(xì)胞,必須保證檢測(cè)用細(xì)胞狀態(tài)。按照適當(dāng)方法,清洗并收集足量的細(xì)胞。
② 藥物誘導(dǎo):將收集好的細(xì)胞懸浮于適量稀釋好的藥物,于37℃細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)避光孵育,實(shí)際誘導(dǎo)時(shí)間由藥物特性和細(xì)胞類型決定。
③(可選)陽性對(duì)照:先用無血清培養(yǎng)基稀釋陽性對(duì)照(abs580232,Rosup, 100mM)到常用工作濃度100μM,加入細(xì)胞,37℃避光孵育30min-4h以提高活性氧水平,不同細(xì)胞類型存在差異。例如:HeLa細(xì)胞需孵育30-60min,MRC5人胚胎成纖維細(xì)胞則需孵育90min。
④ ROS探針準(zhǔn)備:探針裝載前,按照1:1000用無血清培養(yǎng)液稀釋DCFH-DA,使其終濃度為10μM。
⑤ 探針裝載:除去細(xì)胞內(nèi)藥物,離心收集細(xì)胞,加入稀釋好的探針,使其細(xì)胞密度為1.0×106-2.0×107。注意:細(xì)胞密度需根據(jù)后續(xù)的檢測(cè)體系,檢測(cè)方法,以及檢測(cè)總量來進(jìn)行調(diào)整。例如:對(duì)于流式分析,單管檢測(cè)內(nèi)細(xì)胞數(shù)目不少于104,也不可多于106。
⑥ 細(xì)胞清洗:用無血清細(xì)胞培養(yǎng)液洗滌細(xì)胞1-2次,以充分去除未進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的DCFH-DA。
2、熒光顯微鏡檢測(cè)
1)對(duì)貼壁生長細(xì)胞或活組織,可直接在熒光顯微鏡下觀察;對(duì)懸浮生長細(xì)胞,取25-50μL 細(xì)胞懸液滴到一張顯微載玻片上,再蓋上一張蓋玻片。
2)熒光顯微鏡下,選用FITC濾光片觀察熒光,去除背景觀察熒光的變化。
3、流式細(xì)胞儀分析
1)對(duì)貼壁生長細(xì)胞,用胰酶消化制備成單細(xì)胞懸液;對(duì)懸浮生長細(xì)胞,直接收集細(xì)胞。用0.5-1mL PBS重懸細(xì)胞(0.5-1×105/mL)。
2)選擇流式細(xì)胞儀FL1或BL1通道,488nm激發(fā),測(cè)定530nm的發(fā)射,細(xì)胞應(yīng)可分成兩個(gè)亞群:ROS陰性細(xì)胞僅有很低的熒光強(qiáng)度,ROS陽性細(xì)胞有較強(qiáng)的綠色熒光。
DCFH-DA在ROS檢測(cè)中的應(yīng)用
Gao[2]等采用標(biāo)準(zhǔn)熒光探針 2′,7′-二氯二氫代熒光黃二醋酸(abs42197174,DCFH-DA)來測(cè)定脂質(zhì)體處理后4T1細(xì)胞內(nèi)的ROS。具體操作流程如下:
1)將4T1細(xì)胞接種在35mm培養(yǎng)皿中,密度為8×104細(xì)胞/孔。
2)細(xì)胞培養(yǎng)24h匯合度達(dá)到70–80%后,將脂質(zhì)體(1mL,1mg/mL)加入培養(yǎng)基中。配方處理6h后,用PBS洗滌細(xì)胞三次。
3)用DCFH-DA(abs42197174,10μM)染色,孵育30min后,用PBS洗滌細(xì)胞三次,然后使用共聚焦激光掃描顯微鏡進(jìn)行CLSM成像。
圖2 4T1細(xì)胞中的ROS成像[2]
無論脂質(zhì)體類型如何,巖藻糖工程化脂質(zhì)體在4T1細(xì)胞中產(chǎn)生的ROS都比非靶向脂質(zhì)體多(圖2),主要是因?yàn)榧?xì)胞攝取增強(qiáng)。由于DAPC過氧化,DAPC-Fuc在ROS生成方面比DOPC-Fuc更有效。
參考文獻(xiàn):
[1] Rajneesh, Pathak J, Chatterjee A, et al. Detection of Reactive Oxygen Species (ROS) in Cyanobacteria Using the Oxidant-sensing Probe 2',7'-Dichlorodihydrofluorescein Diacetate (DCFH-DA)[J]. Bio Protoc. 2017;7(17):e2545.
[2] Gao Z, Zhang J, Hou Y, et al. Boosting the synergism between cancer ferroptosis and immunotherapy via targeted stimuli-responsive liposomes[J]. Biomaterials.2024;305:122442.
細(xì)胞ROS檢測(cè)產(chǎn)品推薦:
貨號(hào) | 產(chǎn)品名稱 | 規(guī)格 |
abs42197174 | 2,7-二氯二氫代熒光黃二醋酸(DCFH-DA) | 100mg |
abs580232 | 活性氧ROS檢測(cè)試劑盒(綠色熒光) | 1000T |
abs580233 | 活性氧ROS檢測(cè)試劑盒(紅色熒光) | 100-500T |
氧化應(yīng)激相關(guān)產(chǎn)品推薦:
檢測(cè)項(xiàng)目 | 貨號(hào)-規(guī)格 | 產(chǎn)品名稱 | 檢測(cè)方法/范圍 |
DNA的氧化產(chǎn)物 | abs122148-100uL | Rabbit anti-8-OHdG Polyclonal Antibody | IHC-P |
abs60590-75T | 彗星法DNA損傷分析試劑盒(3孔載玻片) | 核酸電泳 | |
脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物 | abs580011-96T | 丙二醛(MDA)檢測(cè)試劑盒 | 比色法;0.01mmol/L-1mmol/L |
抗氧化酶 | abs580010-96T | 超氧化物歧化酶(SOD)檢測(cè)試劑盒 | 比色法;1U/mL-30U/mL |
abs580060-96T | 過氧化氫酶(CAT)檢測(cè)試劑盒 | 比色法;1mmol/L-100mmol/L | |
abs580136-96T | 谷胱甘肽過氧化物酶檢測(cè)試劑盒 | 比色法;0.01mmol/L-5mmol/L | |
abs580042-96T | 谷胱甘肽還原酶檢測(cè)試劑盒 | 比色法;4umol/L-400umol/L | |
abs580046-96T | 谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)檢測(cè)試劑盒 | 比色法 | |
abs580041-96T | 硫氧還蛋白氧化還原酶檢測(cè)試劑盒 | 比色法 | |
非酶抗氧化劑 | abs580006-96T | 谷胱甘肽檢測(cè)試劑盒 | 比色法;0.01mmol/L-0.5mmol/L |
abs580153-96T | 維生素E檢測(cè)試劑盒 | 比色法;50umol/L-2000umol/L | |
abs580047-96T | 維生素C檢測(cè)試劑盒 | 比色法;0.02mmol/L-2mmol/L | |
abs580226-96T | 輔酶Q10檢測(cè)試劑盒 | 比色法;0.1mmol/L-10mmol/L | |
總抗氧化能力 | abs580109-96T | 總抗氧化能力(T-AOC)檢測(cè)試劑盒 | 比色法;0.04mmol/L-4mmol/L |
自由基捕獲劑 | abs42017311-1g | 5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO) | 電子自旋共振法 |
線粒體氧化損傷檢測(cè)產(chǎn)品推薦:
貨號(hào) | 產(chǎn)品名稱 | 規(guī)格 |
abs9103 | JC-1碘化物 | 5mg |
abs580238 | 線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅰ活性檢測(cè)試劑盒(微量法) | 96T |
abs580239 | 線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅱ活性檢測(cè)試劑盒(微量法) | 96T |
abs580240 | 線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅲ活性檢測(cè)試劑盒(微量法) | 96T |
abs580241 | 線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅳ活性檢測(cè)試劑盒(微量法) | 96T |
abs580242 | 線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅴ活性檢測(cè)試劑盒(微量法) | 96T |
abs60590 | 彗星法DNA損傷分析試劑盒(3孔載玻片) | 15T |
abs50064 | 線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(MPTP)檢測(cè)試劑盒 | 50T |
Absin產(chǎn)品線:
爆款產(chǎn)品:試劑盒(mIHC、IHC、凋亡、ELISA、ChIP、Co-IP、TR-FRET、生化檢測(cè)、殘留檢測(cè)、多因子檢測(cè));細(xì)胞培養(yǎng)(類器官試劑盒+基質(zhì)膠,胎牛血清+培養(yǎng)添加劑+細(xì)胞因子)、分化試劑盒;分子(mRNA合成服務(wù)+提取試劑盒);化合物大包裝;輔助試劑、耗材/儀器、定制服務(wù)(抗體/多肽/蛋白/標(biāo)記/檢測(cè))...
特色產(chǎn)品:雞胚提取物CEE、B27、N2、霍亂毒素B亞單位CTB、牛腦垂體提取物BPE、百日咳毒素PTX、重組人胰島素Insulin、人源低密度脂蛋白LDL...
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