线粒体膜电位(MMP)荧光探针的检测流程需结合细胞特性与探针原理进行操作,以下为通用检测流程及关键要点:
一、实验前准备与探针选择
探针类型:常用线粒体膜电位荧光探针如 JC-1(单体呈绿色荧光,聚集态呈红色荧光,适用于流式细胞术或荧光显微镜)、TMRE/TMRM(阳离子红色荧光探针,适用于定量检测),根据实验目的(定性观察/定量分析)选择探针并按说明书配制工作液(通常用无血清培养基或缓冲液稀释,避免血清蛋白干扰探针结合)。
细胞准备:培养目标细胞(如干细胞)至对数生长期,用胰酶消化或吹打制成单细胞悬液,计数后调整细胞浓度至1×10?-1×10?cells/mL。
二、探针负载与孵育
负载条件:取适量细胞悬液加入离心管,1000 rpm 离心5分钟,弃上清后用预热的无血清培养基重悬;按比例加入线粒体膜电位荧光探针工作液(如JC-1终浓度5-10μg/mL,TMRE 终浓度 10-20 nM),轻轻混匀后于37℃、5% CO?培养箱中避光孵育15-30分钟(时间过长可能导致探针聚集非特异性增强,过短则负载不足)。
清洗步骤:孵育结束后,1000 rpm 离心 5 分钟,弃染液,用预热的 PBS 或无血清培养基洗涤 2-3 次,去除未结合的线粒体膜电位荧光探针,避免背景荧光干扰。
三、检测与信号采集
1. 荧光显微镜观察(定性分析)
将清洗后的细胞重悬于适量培养基,滴加至载玻片或培养皿中,置于荧光显微镜下;使用对应滤光片(如 JC-1 的绿色通道 Ex/Em=488/525 nm,红色通道 Ex/Em=560/590 nm)观察,正常细胞因高膜电位呈现红色荧光(JC-1 聚集态),凋亡或受损细胞因膜电位降低呈现绿色荧光(JC-1 单体),拍照记录并对比各组细胞荧光分布。
2. 流式细胞术(定量分析)
清洗后的细胞用 PBS 重悬,调整浓度至 1×10? cells/mL,立即上流式细胞仪检测;设定激发光与发射光参数(如 TMRE 用 488 nm 激发,630 nm 发射),通过流式软件分析荧光强度,膜电位越高,线粒体膜电位荧光探针聚集越多,荧光强度越强,可通过平均荧光强度(MFI)量化不同处理组的膜电位差异。
3. 荧光酶标仪(高通量定量)
若使用 96 孔板培养细胞,可直接在孵育清洗后,用酶标仪读取荧光值(如 JC-1 的红绿荧光比值,或 TMRE 的单一通道荧光),需注意每孔细胞数量一致,避免细胞密度差异影响结果,适用于药物筛选等高通量实验。
四、对照设置与数据处理
阳性对照:使用膜电位破坏剂(如 CCCP,羰基氰化物 3 - 氯苯腙)处理细胞,诱导膜电位崩解,作为低膜电位参照;阴性对照为未处理正常细胞,用于校准荧光背景。
数据处理:流式或酶标仪数据需用统计学方法(如 ANOVA、t 检验)分析组间差异,荧光显微镜图像可通过 ImageJ 等软件定量分析红绿荧光比值或平均强度,结合实验重复次数(建议 n≥3)确保结果可靠性。
五、注意事项
探针毒性:部分探针(如高浓度 JC-1)长时间孵育可能影响细胞活性,需优化负载浓度与时间;
温度与避光:操作过程保持 37℃预热试剂,避免低温影响线粒体功能,探针需全程避光以防光漂白;
细胞状态:确保细胞无凋亡或坏死(可通过台盼蓝染色预处理筛选活细胞),避免非特异性膜电位变化干扰结果。
通过上述流程,可高效检测线粒体膜电位变化,为细胞功能评估(如干细胞质量、细胞凋亡研究)提供量化依据。
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