刘祥军副研究员科研成果 | pH敏感比率型荧光探针ANNA—生理pH范围内高效响应
2020-07-02 · 推荐产品 · 百灵威授权转载
图1 比率型pH荧光探针ANNA随pH的改变发生可逆的变化
细胞内外pH的变化在生理和病理过程中扮演着重要角色，细胞内pH的变化容易诱导细胞分裂、快速生长和功能的失调。细胞外pH变小呈酸性是癌变以及其它病变的一个重要信号。因此，对细胞内外不同区域pH的检测有助于对细胞生命过程以及病理机制的研究[1-3]。
传统的传感器容易受到非pH值如样品浓度，复杂样品等因素的影响，且多数无法准确定位。最近报道的pH响应荧光蛋白的pKa值几乎超过了生理pH范围，导致其灵敏度降低。
ANNA是一个理想的比率型pH敏感探针，它的吸收和发射光谱在生理pH范围内（pH 6-8）随pH的改变发生可逆的变化（如图1），并且在酸性和碱性状态下都有很高的荧光量子产率，其pH响应不受偶联基团或材料影响（如图2）[4-5]。ANNA应用广泛，已成功用于固定细胞在不同pH环境中成像（如图3）；活细胞内pH和肿瘤微环境体内外pH的监测。
![图2 ANNA探针的pH响应性不受偶联基团或材料影响<sup>[4]</sup>](/assets/jk-articles-all/b8bbc7f6b9c4a348195bedf9.jpg)
图2 ANNA探针的pH响应性不受偶联基团或材料影响[4]
![图3 ANNA成功用于固定细胞在不同pH环境中成像<sup>[5]</sup>](/assets/jk-articles-all/5cac2ba4f4b07757109b80d1.jpg)
图3 ANNA成功用于固定细胞在不同pH环境中成像[5]
百灵威向全球科学家提供刘祥军副研究员科研成果转化的荧光探针ANNA：
- 在生理pH范围内具有良好的响应；
- 高光稳定性和高荧光量子产率；
- 离子强度对荧光团不产生干扰, 可用于活细胞、组织和动物等复杂生物体系；
- 可方便地通过活性酯法偶联其他基团，且pH响应功能不受影响。
产品使用说明
- 细胞置于直径为20mm的玻璃基底细胞培养皿（MatTek Co.）中培养24h；
- pH探针ANNA（4 M）与细胞在细胞培养基中孵育1-2h；
- 用PBS缓冲液（pH=7.4）清洗细胞3次，去除游离的探针；
- 细胞成像：用100倍共聚焦显微镜观察。激发波长是405nm和488nm，荧光信号收集1通道425-475 nm和2通道500-600 nm的荧光强度[注1];
- 制作pH标准曲线：用1mL含5 ug/mL nigericin[注2]的不同pH的高钾离子HEPES缓冲液[注3]处理细胞10min；进行细胞成像，根据I2通道/I1通道与pH的关系绘制曲线；
- 将待测样品比值带入标准曲线，获得实际细胞内外的pH。
1：如配有455nm激光器：可直接用455nm激发，收集1通道（470nm-500nm）和2通道（505nm-540nm）荧光强度。
2：一种运载钾离子和氢离子的载体，能够使细胞内外的pH快速地达到一致。
3：高钾离子HEPES缓冲液含有125 mM KCl, 20 mM NaCl, 0.5 mM CaCl2, 0.5 mM MgCl2, 5 mM 葡萄糖和20 mM HEPES。
参考文献
- Yan Wang, Nan Zhang, Shanshan Lu, Junyan Wang, Tao Bing, Xiangjun Liu, Chunyan Chen, Dihua Shangguan. Anal. Chem. 2019, 91, 13720-13728.
- Jin Zhou, Canliang Fang, Tianjun Chang, Xiangjun Liu, Dihua Shangguan. J Mater Chem B, 1, 661-667 (2013).
- Tiancong Ma, Yi Hou, Jianfeng Zeng, Chunyan Liu, Peisen Zhang, Lihong Jing, Dihua Shangguan, Mingyuan Gao. J Am Chem Soc (2017), 140(1): 211-218.
- Xiangjun Liu, Linlin Wang, Tao Bing, Nan Zhang, Dihua Shangguan. ACS Appl. Bio Mater., 2019, 2, 1368–1375.
- Yi Hou, Jin Zhou, Zhenyu Gao, Xiaoyu Sun, Chunyan Liu, Dihua Shangguan, Wensheng Yang, Mingyuan Gao. ACS nano, 9, 3199-3205 (2015).
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