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- 2026年01月04日
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上海达为科生物科技有限公司
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细胞线粒体膜电位检测
一、线粒体膜电位的基本概念与生物学意义
线粒体膜电位（Mitochondrial Membrane Potential, ΔΨm）是线粒体内膜两侧由质子梯度形成的跨膜电位差，正常状态下维持在-150至-180 mV。这一电位的形成依赖于电子传递链（ETC）的质子泵作用，将质子从基质泵入膜间隙，建立电化学梯度，驱动ATP合酶生成ATP。ΔΨm不仅是能量代谢的核心，还参与调控离子稳态、活性氧（ROS）生成、钙信号传导和细胞凋亡。其稳定性与细胞存活密切相关，ΔΨm的下降是细胞凋亡早期的标志性事件之一。
二、检测方法及实验操作
1. JC-1法
- 原理：JC-1是一种碳青胺类荧光探针，其聚集状态依赖ΔΨm。高电位下，JC-1形成聚合物（激发525 nm/发射590 nm，红色荧光）；低电位时以单体存在（激发490 nm/发射530 nm，绿色荧光）。
- 操作步骤：
- 细胞处理：收集5×10⁴细胞，重悬于培养液。
- 染色液配制：将JC-1（200×）与染色缓冲液按比例混合。
- 孵育：37℃避光孵育20分钟，洗涤后流式或荧光显微镜检测。
- 阳性对照：使用CCCP（线粒体解偶联剂）诱导ΔΨm下降，验证检测准确性。
- 适用设备：流式细胞仪、荧光显微镜、激光共聚焦显微镜。
2. TMRM法
- 原理：四甲基罗丹明甲酯（TMRM）为单发射峰阳离子染料，ΔΨm越高，线粒体荧光强度越强（激发543 nm/发射580 nm）。
- 操作步骤：
- 细胞处理：PBS洗涤后重悬于TMRM工作液（5-10×10⁵ cells/mL）。
- 孵育：37℃避光孵育30分钟，流式或荧光酶标仪检测。
- 优点：毒性低、结合率低，适合定量分析。
3. Rhodamine 123法
- 原理：Rh123依赖ΔΨm进入线粒体，荧光强度与ΔΨm正相关（激发507 nm/发射529 nm）。
- 操作步骤：类似TMRM，需注意荧光淬灭现象，高浓度时需校正数据。
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文献和实验一、线粒体膜电位检测原理 线粒体膜电位下降是细胞凋亡早期的标志性事件，发生在细胞核凋亡特征（染色质浓缩、DNA断裂）出现之前，一旦线粒体膜电位崩溃，细胞凋亡便不可逆转。 JC-1是一种广泛用于检测线粒体膜电位∆Ψm的理想荧光探针，可以检测细胞、组织或纯化的线粒体膜电位。JC-1有单体和多聚体两种存在状态，两者发射光谱不同。在正常细胞内，线粒体膜电位较高，JC-1聚集在线粒体的基质中，形成聚合物，可产生红色荧光；凋亡早期，线粒体膜电位降低，JC-1不能聚集在线粒体基质中，此时JC-1为单体
染料的浓度，引起假去极化。荧光探针JC-1是一种阳离子型的亲脂性染料，能够自由穿过细胞膜，随细胞膜电位的变化而在膜两侧保持动态平衡。其特点是线粒体膜电位低时浓度低，主要以单体形式存在，488nm激发时最大发射波长为527nm，呈绿色荧光，胞浆相对线粒体为低电位，形成流式图中所有细胞FL1均为阳性；膜电位高时浓度高形成聚集体，488nm激发时的最大发射波长为590nm，红色荧光。活细胞线粒体膜电位高，线粒体内JC-1聚集体的浓度高，红色荧光很强，在流式图上表现为FL1和FL2双阳性，而凋亡细胞则大多
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