Calbryte荧光探针的作用机制、优势及应用场景
2025-06-05 来源:本站 点击次数:124
Calbryte 是一种高性能的钙离子（Ca²⁺）荧光探针，广泛应用于实时监测活细胞内的钙离子动态变化。AAT Bioquest研发的Calbryte系列有多种形式便于使用：
AM酯形式：AM酯形式是一种可以透过细胞膜进入细胞的，不需要其他辅助工具；
盐形式：盐形式不能自行穿过细胞膜，需要辅助进入细胞，如微量注射等；
葡聚糖偶联物形式：该形式虽然仍然需要注射等方法进入细胞，但它在细胞中不易漏出；
多种反应形式：如NHS酯（胺反应形式），马来酰亚胺（硫醇反应形式），生物素偶联物形式等。
作用机制
1.特异性结合Ca²⁺
Calbryte 基于化学荧光染料（如BAPTA衍生物）设计，与Ca²⁺结合后荧光强度显著增强（如激发/发射波长约490/514 nm），实现高灵敏度检测。
2.比率型或非比率型检测
部分Calbryte探针为单波长（非比率型），适合简单快速的钙信号检测；另一些可通过双波长（比率型）校正，减少环境干扰，提高数据准确性。
3.适用于多种检测平台
兼容荧光显微镜、流式细胞仪、酶标仪及高通量筛选系统，适用于体外或活细胞成像。
核心优势
1.高灵敏度和信噪比
Ca²⁺结合后荧光增强倍数高（可达100倍以上），尤其适合检测微弱钙信号（如神经元活动）。
2.低细胞毒性
乙酰氧基甲酯（AM酯）形式可穿透细胞膜，被胞内酯酶水解后释放活性探针，对细胞生理干扰小。
3.快速动力学响应
毫秒级响应速度，可捕获瞬态钙振荡（如心肌细胞收缩、突触传递）。
4.宽动态范围
Kd值（解离常数）通常为~100-400 nM，覆盖生理Ca²⁺浓度范围（静息态~100 nM，激活后μM级）。
5.多色可选
提供绿色（如Calbryte-520）或红色荧光变体，支持多标记实验或深组织成像。
6.光稳定性好
相比传统探针（如Fluo-4），抗光漂白能力更强，适合长时间观测。
典型应用场景
神经科学：监测动作电位触发的钙瞬变。
免疫学：细胞激活过程中的钙信号传导。
药物筛选：评估GPCR或离子通道靶点药物的效应。
心血管研究：心肌细胞钙火花检测。
注意事项
负载优化：需根据细胞类型调整探针浓度和孵育时间。
校准：比率型探针需通过Ca²⁺螯合剂（如EGTA）校准信号。
干扰因素：避免与血清蛋白结合（建议用无血清缓冲液负载）。
Calbryte系列因其平衡的灵敏度、速度和兼容性，成为钙成像研究的优选工具，尤其适合需要高时空分辨率的实验设计。
图示：
AM酯形式：AM酯形式是一种可以透过细胞膜进入细胞的，不需要其他辅助工具；
盐形式：盐形式不能自行穿过细胞膜，需要辅助进入细胞，如微量注射等；
葡聚糖偶联物形式：该形式虽然仍然需要注射等方法进入细胞，但它在细胞中不易漏出；
多种反应形式：如NHS酯（胺反应形式），马来酰亚胺（硫醇反应形式），生物素偶联物形式等。
作用机制
1.特异性结合Ca²⁺
Calbryte 基于化学荧光染料（如BAPTA衍生物）设计，与Ca²⁺结合后荧光强度显著增强（如激发/发射波长约490/514 nm），实现高灵敏度检测。
2.比率型或非比率型检测
部分Calbryte探针为单波长（非比率型），适合简单快速的钙信号检测；另一些可通过双波长（比率型）校正，减少环境干扰，提高数据准确性。
3.适用于多种检测平台
兼容荧光显微镜、流式细胞仪、酶标仪及高通量筛选系统，适用于体外或活细胞成像。
核心优势
1.高灵敏度和信噪比
Ca²⁺结合后荧光增强倍数高（可达100倍以上），尤其适合检测微弱钙信号（如神经元活动）。
2.低细胞毒性
乙酰氧基甲酯（AM酯）形式可穿透细胞膜，被胞内酯酶水解后释放活性探针，对细胞生理干扰小。
3.快速动力学响应
毫秒级响应速度，可捕获瞬态钙振荡（如心肌细胞收缩、突触传递）。
4.宽动态范围
Kd值（解离常数）通常为~100-400 nM，覆盖生理Ca²⁺浓度范围（静息态~100 nM，激活后μM级）。
5.多色可选
提供绿色（如Calbryte-520）或红色荧光变体，支持多标记实验或深组织成像。
6.光稳定性好
相比传统探针（如Fluo-4），抗光漂白能力更强，适合长时间观测。
典型应用场景
神经科学：监测动作电位触发的钙瞬变。
免疫学：细胞激活过程中的钙信号传导。
药物筛选：评估GPCR或离子通道靶点药物的效应。
心血管研究：心肌细胞钙火花检测。
注意事项
负载优化：需根据细胞类型调整探针浓度和孵育时间。
校准：比率型探针需通过Ca²⁺螯合剂（如EGTA）校准信号。
干扰因素：避免与血清蛋白结合（建议用无血清缓冲液负载）。
Calbryte系列因其平衡的灵敏度、速度和兼容性，成为钙成像研究的优选工具，尤其适合需要高时空分辨率的实验设计。
图示：
Calbryte 520 AM（# 20653）和 Fluo-4, AM（# 20550）在 CHO-K1 细胞中测量了 ATP 反应。CHO-K1 细胞以每孔 50,000 个细胞/100 µl的密度在 96 孔黑色壁/透明底 Costar 板中过夜培养。向孔中加入 100 µl 10 µg/ml Calbryte 520 AM 或 10 µg/ml Fluo-4， AM 的 HH 缓冲液，在 37°C 下孵育 45 分钟。移除两种染料加载溶液，每孔加入 200 µl HH 缓冲液。每孔加入 50 µl ATP，以达到最终浓度为 10 µM。在 Keyence 显微镜的 FITC 通道中获取图像。
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