活细胞膜张力荧光探针-革命性的Flipper-TR®

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艾美捷科技有限公司
艾美捷科技(AmyJet Scientific),2010年底成立于九省通衢的湖北省武汉市,历经十多年的发展,已成为国内知名的集自主研发、进口试剂、实验室耗材销售、技术服务与合约开发为一体的专业化高科技生物企业。艾美捷科技总部位于武汉光谷高新技术开发区,服务面向全国。

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脂质膜是动态的流体结构(约4nm),这是实现生物学功能的必要条件,因为它们必须改变形状和张力,使细胞能够参与基本的细胞和亚细胞生理功能,如迁移、细胞扩散、吞噬、细胞分裂、内吞作用、机械传导和代谢等。因此,要实现这些功能膜张力会受到持续的调节,而膜张力又反过来调节细胞的生长、发育、运动、内吞和代谢。由于膜在这些细胞过程中被重塑,膜的弯曲、撕裂和拉伸是很常见的。膜形状和张力的空间和时间的变化是非常重要的测量参数,可以更好的帮助我们了解膜张力是如何被调节的,以及它如何调节这些基本的细胞过程。

 

膜张力测量通常依赖于低分辨率和缓慢的物理方法来测定压力和膜内张力。例如,测量膜张力的标准技术包括用夹在光学镊子中的珠子将膜管从质膜上拔出——这项技术有许多方法和技术上的限制。由于这些原因,研究者们迫切需要一种能够实时快速测量体内膜张力变化的新颖、灵敏、可靠、无创的研究工具。

 

Flipper-TR ® 膜张力探针介绍:

荧光膜张力探针Flipper-TR®(Spirochrome, Ltd.)的面世解决了这些挑战,它可以搭配FLIM(荧光寿命成像显微镜)可以实现对活细胞膜的可视化染色。Flipper-TR®是一种活细胞荧光膜张力探针,是第一个为机械生物学领域开发的荧光膜张力探针。Flipper-TR®的荧光寿命与膜张力密切相关,利用FLIM可将不同寿命的荧光转换成不同的颜色显现出来,因此可以通过荧光和颜色及年度即可精确直观的测量膜内张力的时空分布。Flipper-TR®开辟了一个全新的领域,它提供了一种灵敏、可靠和无创的方法,通过这种方法可以快速、实时地测量活细胞的膜张力(图1)。

 

图1 .  Flipper-TR 感知 高渗休克 处理后 的细胞膜张力变化


荧光Flipper -TR  ® 探针的工作原理是特异性地靶向细胞质膜,通过报告荧光寿命变化来反映膜张力变化情况。它是Flipper探针家族中先进的成员,它通过机械载体上的两个扭曲的二硫噻吩的扭转角和极化来感知脂质双层膜结构的变化。Flipper -TR ®自发插入到细胞的质膜中,只有插入到脂质膜中才会发出荧光,通过FLIM(荧光寿命成像显微镜)检测荧光的强度及颜色即可判断膜张力的大小,Flipper -TR ®探针具有广泛的吸收和发射光谱; 通常在488nm处进行激发,而发射光谱则在575和625nm之间(图2)。

 

图2 .  Flipper-TR的 工作原理及 收/ 发射光谱

 

A.Flipper-TR机制及其与不同张力膜相互作用的示意图

左侧:Flipper-TR的基本分子结构

右侧:Flipper-TR在低张力扭曲(绿色)和高张力平行排列(红色)

 

Flipper -TR探针的常见问题解答 ®  

 

  1. 什么是FLIM显微镜以及它如何用于Flipper-TR?
  1. Flipper-TR探针 如何检测 荧光寿命 变化

Flipper-TR的结构和张力 检测 机制示意图

 

 

左边:Flipper-TR的基本分子结构

右边:Flipper-TR低张力时扭曲(绿色)和高张力时并列排布(红色)

  1. 这些 探针 滤光片 是什么?
  1. 为什么Flipper-TR探针与其他质膜探针相比具有低背景?
  1. Flipper-TR探头在室温下是否稳定?
  1. Flipper-TR对细胞有毒吗?
  1. Flipper-TR探针染色哪些生物和组织?

        目前所有已知的生物都可用Flipper-TR染色,包括组织培养细胞,活的/固定的组织切片,哺乳动物细胞,昆虫细胞,植物细胞,酵母和细菌。

  1. Flipper-TR探针是否适用于3D细胞培养?
  1. 膜中的量子产率和消光系数是多少?


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