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DP117--IRDye® 近红外荧光染料用户指南

更新时间:2025-04-27      点击次数:48
用户指南
产品概述
DP117--IRDye® 近红外荧光染料是一款专为科研应用设计的高性能荧光标记试剂。其基于先进的化学合成技术,在近红外光谱区域展现的荧光特性。近红外光(通常波长范围在 650 - 900 nm)由于在生物组织中具有较低的光散射和自发荧光干扰,使得该染料在生物医学成像、蛋白质和核酸标记检测等科研领域具有优势,能够为科研工作者提供高灵敏度、高分辨率的检测结果。
技术原理
DP117--IRDye® 近红外荧光染料的核心原理基于其分子结构对近红外光的吸收与发射特性。染料分子中的特定发色团能够高效吸收近红外波段的光子,电子被激发到高能态。随后,处于激发态的电子通过辐射跃迁回到基态,同时发射出特定波长的荧光。这种荧光发射具有高度的特异性,其波长落在近红外区域,可有效避开生物样品中常见的可见光波段的自发荧光干扰,从而实现清晰的信号检测。
在与生物分子(如蛋白质、核酸)结合方面,DP117--IRDye® 染料通过化学反应与目标分子上的特定官能团(如氨基、巯基等)共价连接。这种共价结合方式保证了染料与生物分子在实验条件下的稳定连接,确保在复杂的生物环境中,荧光标记物仍能保持其荧光特性,为后续的分析检测提供可靠的信号来源。
产品特点
  1. 高荧光强度:DP117--IRDye® 具荧光量子产率,能够在近红外区域发射出明亮的荧光信号。这意味着即使在低浓度标记的情况下,也能产生足够强度的荧光,便于灵敏检测,可有效检测到低至皮摩尔级别的目标分子,极大地提高了检测的灵敏度,适用于微量生物样品的分析。

  1. 良好的光稳定性:该染料在长时间光照下,荧光强度的衰减速度较慢。相比一些传统荧光染料,DP117--IRDye® 能够在多次激发和长时间成像过程中保持稳定的荧光发射,减少了因光漂白导致的信号损失,为需要长时间监测或多次成像的实验提供了可靠保障,确保实验结果的准确性和可重复性。

  1. 近红外波长优势:发射波长处于近红外区域,在此波段生物组织的光散射和自发荧光显著降低。这使得在生物体内或复杂生物样品中的成像和检测能够获得更高的信噪比,图像更加清晰,检测结果更准确。例如,在活体动物成像实验中,能够实现对深部组织中标记物的清晰观察,有助于研究生物分子在体内的分布和动态变化。

  1. 生物相容性好:经过特殊的化学修饰,DP117--IRDye® 在与生物分子结合后,对生物分子的结构和功能影响极小。在细胞实验和活体动物实验中,不会显著干扰生物分子的正常生理活动,保证了实验结果能够真实反映生物分子的原本特性,为研究生物分子在生理和病理过程中的作用机制提供了有力工具。

  1. 易于标记:该染料设计有活性反应基团,能够方便地与多种生物分子(如蛋白质、核酸、抗体等)进行化学偶联。标记过程操作简便,反应条件温和,无需复杂的仪器设备和专业的化学合成知识,科研人员可在常规实验室条件下完成标记反应,大大提高了实验的可操作性和效率。

使用方法
标记前准备
  1. 生物分子准备:确保待标记的生物分子(如蛋白质、核酸等)处于合适的缓冲液体系中,浓度已知且纯度较高。对于蛋白质,建议纯度达到 95% 以上,以减少杂质对标记反应的影响。如果生物分子浓度过低,可通过浓缩方法提高浓度;若存在杂质,可采用透析、柱层析等方法进行纯化。

  1. 染料溶液配制:根据实验需求,准确称取适量的 DP117--IRDye® 近红外荧光染料粉末。将其溶解于合适的有机溶剂(如二甲基亚砜,DMSO)中,配制成高浓度的母液。母液浓度一般建议为 10 - 100 mM,具体浓度可根据实验中所需的最终标记浓度和标记反应体积进行调整。溶解过程中,可适当振荡或超声辅助溶解,确保染料溶解。溶解后的母液需避光保存,防止染料因光照而降解。

  1. 反应缓冲液选择:根据待标记生物分子的性质,选择合适的反应缓冲液。例如,对于蛋白质标记,常用的缓冲液有磷酸盐缓冲液(PBS,pH 7.2 - 7.4)、Tris - HCl 缓冲液(pH 7.5 - 8.5)等。缓冲液的 pH 值和离子强度对标记反应有重要影响,需严格控制在合适范围内。一般来说,反应缓冲液的 pH 值应接近生物分子的等电点,以促进染料与生物分子的反应。

标记反应步骤
  1. 确定标记比例:根据实验目的和经验,确定染料与生物分子的摩尔比。通常,对于蛋白质标记,染料与蛋白质的摩尔比可在 5 - 20:1 之间选择;对于核酸标记,摩尔比可适当调整。较高的摩尔比可增加标记程度,但可能会影响生物分子的活性;较低的摩尔比则标记程度可能不足。在初次实验时,建议设置几个不同的摩尔比梯度,以优化标记条件。

  1. 混合反应体系:按照确定的标记比例,将适量的生物分子溶液、染料母液和反应缓冲液依次加入到反应容器中。反应总体积根据实验需求确定,一般在几十微升到几毫升之间。加入试剂时,需缓慢滴加并轻轻混匀,避免产生气泡。例如,在标记蛋白质时,先将蛋白质溶液加入到反应管中,再逐滴加入染料母液,边加边轻轻涡旋混匀,最后加入适量的反应缓冲液定容至所需体积。

  1. 反应条件控制:将混合好的反应体系置于适当的温度和反应时间下进行标记反应。一般情况下,标记反应在室温(20 - 25℃)下进行 1 - 2 小时即可获得较好的标记效果。对于一些对温度敏感的生物分子,可适当降低反应温度,但反应时间可能需要延长。反应过程中,需将反应容器避光放置,可使用铝箔包裹反应管,以防止染料受光照影响。同时,可将反应容器置于摇床上,以低速(50 - 100 rpm)振荡,促进反应充分进行。

标记产物纯化
  1. 透析法:标记反应结束后,可采用透析法去除未反应的染料。将反应液转移至透析袋中,透析袋的截留分子量应根据生物分子的大小选择,确保生物分子保留在袋内,而小分子的未反应染料可透过透析袋扩散到透析液中。将透析袋置于大量的透析缓冲液(如 PBS)中,4℃下透析过夜。期间需更换 2 - 3 次透析缓冲液,以去除未反应的染料。透析结束后,取出透析袋内的标记产物,可进行后续的浓度测定和实验应用。

  1. 柱层析法:另一种常用的纯化方法是柱层析法,如凝胶过滤层析。选择合适的凝胶过滤柱(如 Sephadex G - 25 等),根据柱子的说明书进行平衡。将标记反应液小心上样到柱子中,然后用洗脱缓冲液(如 PBS)进行洗脱。标记的生物分子由于分子量较大,会先于未反应的染料从柱子中流出。收集含有标记生物分子的洗脱液,通过检测洗脱液的荧光强度和蛋白质浓度(或核酸浓度),确定标记产物的收集范围。收集后的标记产物可进一步浓缩或直接用于实验。

结果检测与分析
  1. 荧光强度测定:使用荧光分光光度计或多功能酶标仪等仪器测定标记产物的荧光强度。根据仪器的操作说明,设置合适的激发波长和发射波长。对于 DP117--IRDye®,激发波长一般在 700 - 750 nm 左右,发射波长在 750 - 800 nm 左右。将标记产物稀释至合适浓度后,加入到比色皿或酶标板孔中,进行荧光强度测量。通过与已知浓度的标准品荧光强度进行比较,可计算出标记产物中染料的含量,进而评估标记程度。

  1. 标记产物活性检测:对于标记后的生物分子,需检测其生物活性是否受到标记过程的影响。例如,对于标记的蛋白质,可采用其相应的酶活性测定方法、免疫结合实验等检测其活性;对于标记的核酸,可通过 PCR 扩增、核酸杂交等实验检测其功能。将标记产物的活性与未标记的生物分子进行对比,评估标记过程对生物分子活性的影响程度。若标记产物活性明显下降,可能需要调整标记条件或优化纯化步骤。

  1. 成像分析(若用于成像实验):在生物成像实验中,根据实验设计将标记产物引入到细胞或活体动物体内。使用近红外荧光成像系统进行成像,系统一般包括激发光源、滤光片组、成像探测器等部分。设置合适的激发光强度、曝光时间等参数,获取荧光图像。通过分析图像中荧光信号的分布和强度,研究生物分子在细胞或组织中的定位、分布和动态变化等信息。在图像分析过程中,可使用专业的图像分析软件,对荧光强度进行定量分析,比较不同实验组之间的差异。

注意事项
  1. 染料保存:DP117--IRDye® 近红外荧光染料对光敏感,应避光保存于 - 20℃冰箱中。避免染料反复冻融,建议将染料分装成小份,每次使用时取出一份,剩余的继续保存,以保持染料的稳定性和活性。

  1. 操作安全:在使用染料和相关有机溶剂(如 DMSO)时,需佩戴手套、护目镜等防护装备。DMSO 具有较强的皮肤渗透性,避免皮肤直接接触。若不慎接触到染料或有机溶剂,应立即用大量清水冲洗,并及时就医。

  1. 实验条件优化:不同的生物分子和实验目的可能需要不同的标记条件。在进行正式实验前,建议进行预实验,优化标记比例、反应时间、温度等条件,以获得最佳的标记效果和生物分子活性。

  1. 仪器兼容性:在进行荧光检测和成像时,确保所使用的仪器(如荧光分光光度计、成像系统等)的波长范围能够覆盖 DP117--IRDye® 的激发和发射波长。同时,根据仪器的性能和灵敏度,调整样品的浓度和检测参数,以获得准确可靠的结果。

  1. 生物样品处理:在处理含有标记生物分子的生物样品时,应遵循相关的生物安全和实验室废弃物处理规定。对于废弃的标记样品和实验废弃物,需进行妥善处理,避免对环境造成污染。

常见问题及解决方法
  1. 荧光强度低:可能原因一是标记比例过低,可适当增加染料与生物分子的摩尔比,重新进行标记反应;二是标记反应不充分,可延长反应时间或提高反应温度(但需注意生物分子的稳定性);三是标记产物纯化过程中损失过多,可优化纯化方法,如缩短透析时间或调整柱层析洗脱条件。

  1. 生物分子活性降低:标记比例过高可能导致生物分子活性受影响,应降低染料与生物分子的摩尔比;标记反应条件过于剧烈,可调整反应温度和时间,采用更温和的反应条件;标记过程中引入的杂质也可能影响生物分子活性,可进一步优化纯化步骤,提高标记产物的纯度。

  1. 成像背景干扰:未反应的染料残留可能导致成像背景过高,需加强标记产物的纯化,确保去除未反应的染料;生物样品自身的自发荧光也可能造成干扰,可通过选择合适的滤光片、优化成像参数或使用自发荧光较低的生物样品来降低背景干扰。在成像过程中,还需注意仪器的校准和环境光的屏蔽,以提高成像质量。



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