「核酸染料」10种最佳DNA染料和探针

原标题：10种最佳DNA染料和探针

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  EthidiumBromide（溴化乙锭）

  ※便宜

  ※潜在的危险

  ※成熟的

  ※不透水

  ※凝胶电泳

  ※荧光显微镜

  ※橙色荧光

  溴化乙锭(EtBr)是最流行的DNA染料之一。这是因为它是最早商业化的产品之一。早在1950年代，它就被用来治疗牲畜的疾病。1970年代，科学家开始将其用作DNA探针。除了早期采用之外，溴化乙锭相对便宜。即使是大批量，它仍然非常实惠，每克大约30美元，但根据供应商和包装尺寸，价格可能会大大提高或降低。溴化乙锭非常适合琼脂糖凝胶电泳中的DNA染色。它还可用于检测PCR中的dsDNA。与DNA结合后，EtBr的亮度增加了大约20倍。当被紫外光（~300nm）激发时，它会释放橙色荧光（605nm）。溴化乙锭还可以根据RNA折叠发生的程度检测RNA。然而，溴化乙锭并不是检测活细胞中DNA的良好探针。这是因为它不能渗透完整的细胞膜。多年来，溴化乙锭的使用引起了健康问题。特别是，由于溴化乙锭是一种嵌入剂，人们对溴化乙锭作为诱变剂的作用提出了担忧。这引发了关于溴化乙锭是否最适合常规实验室使用的激烈争论。但截至目前，还没有研究支持这一说法。当大量暴露时，溴化乙锭可能会干扰人类的DNA复制和转录。在低浓度时，它不被视为危险废物。

核酸染料（网络配图 侵删）

  PropidiumIodide(碘化丙啶)

  ※流式细胞仪

  ※多路复用

  ※红色荧光

  ※488nm氩离子激光器

  ※死细胞

  ※不透水

  碘化丙啶是一种DNA染料和嵌入剂。它与溴化乙锭属于同一化学家族。与溴化乙锭一样，碘化丙锭具有形成其核心的含氮环结构。它的不同之处在于它具有额外的季胺，该季胺与碘离子离子结合。与DNA结合后，碘化丙啶的荧光会增加20-30倍。如果发生折叠，它也可以与RNA结合。碘化丙啶是不透膜的。它只能进入细胞膜受损的细胞。这使其成为识别死细胞的绝佳探针。它还可用于定量评估生物样本中的DNA含量。碘化丙啶没有序列偏好，大约每4-5个碱基对结合一次。它可以被氙灯或汞灯以及488nm氩离子激光器激发。由于其发射波长为617nm，因此可以轻松用于多重分析。可与荧光素等绿色荧光探针结合使用。它也可以用作多色分析的复染剂。在价格方面，它明显比溴化乙锭贵（每克约1000美元）。然而，它是流式细胞术中非常常见的染料。也可用于荧光显微术和荧光光谱学。

  CrystalViolet（结晶紫）

  ※革兰染色

  ※凝胶电泳

  ※非荧光

  ※灵敏度差

  ※便宜的

  ※无毒

  结晶紫是一种简单的化合物，由连接到三个胺的三个键合苯环组成。它长期以来一直用于各种医疗目的，既可用作抗菌剂，也可用作局部防腐剂。它作为组织学染色剂的使用历史也很悠久，早期的使用可以追溯到1800年代后期。结晶紫可能最为人所知的是它在革兰氏染色中的用途，以确定细菌是革兰氏阳性还是革兰氏阴性。作为DNA染料，结晶紫可用于凝胶电泳中的核酸检测。在这些应用中，它可以替代溴化乙锭等荧光染色试剂。这是一个特别强大的优势，因为使用紫外光源激发荧光探针可能会导致DNA降解。然而，结晶紫的这种应用的代价是灵敏度的损失。在实验中，结晶紫对DNA的敏感性低于溴化乙锭等荧光探针。溴化乙锭可以检测凝胶条带中低至1ng的DNA，而结晶紫的灵敏度约为16ng。如果使用复染剂（例如甲基橙），这种灵敏度可以提高到8ng。但是，它仍然不如溴化乙锭敏感。在定价方面，结晶紫非常实惠。它也相当无毒。如果健康问题是一个问题，结晶紫可以作为一些更危险的化合物（如溴化乙锭）的无毒替代品。

  dUTP-conjugatedProbes

  ※杂交

  ※聚合酶链反应

  ※fish

  ※DIG-dUTP

  dUTP共轭探针形成了一类有趣的DNA检测器，主要是由于它们提供的实验灵活性。基本思想是使用所谓的链接器将探针附加到dUTP。然后，通过分子技术将dUTP整合到DNA中。这也将探针结合到DNA大分子中。通过这种方式，DNA被探针标记。因为dUTP可以与许多不同的探针偶联，所以dUTP偶联物具有广泛的潜在应用。例如，dUTP探针可用于监测PCR反应。它们也可以用作FISH程序中的探针。一般来说，dUTP探针在发生DNA杂交的情况下表现出色。一些最常见的dUTP偶联物包括用地高辛(DIG)、生物素和荧光素等化合物进行标记。用这些化合物进行标记都为DNA检测提供了非放射性探针。特别是这些探针还发现广泛用于免疫测定，如ELISA。

  DAPI（4',6-二脒基-2-苯基吲哚）

  ※蓝色荧光

  ※???????A-T序列偏好

  ※???????荧光显微镜

  ※???????微透

  ※???????无毒

  ※???????多路复用

  DAPI最初是作为药物合成的。它最初用于治疗锥虫病，一种由寄生虫引起的疾病。在1970年代后期，由于DAPI在结合DNA方面的功效以及随后的荧光大幅增加，DAPI被用作DNA探针。DAPI与双链DNA的富含A-T的区域结合得特别强烈，并且在结合时会经历大约20倍的荧光增加。它也可以与RNA结合，但荧光增强较弱且发射红移。DAPI常用于荧光显微术。它在染色死细胞或膜受损细胞方面特别成功。DAPI可以通过完整的细胞膜，尽管很困难。因此，不建议用于活细胞染色。DAPI的激发波长为358nm，发射波长为461nm。这意味着当使用蓝色/青色滤镜进行可视化时，它将显示为蓝色。它也可以与绿色荧光探针如GFP结合使用。在实验中，DAPI具有很高的细胞毒性，这强化了避免使用DAPI进行活细胞染色的原因。如果发生接触，DAPI对人类是相当无毒的。然而，与许多DNA探针一样，DAPI可能具有一些诱变特性。

  7-AAD（7-氨基放线菌素D）

  ※G-C序列偏好

  ※多路复用

  ※红色荧光

  ※543nm氦氖激光器

  ※死细胞

  ※不透水

  ※荧光显微镜

  ※流式细胞仪

  7-AAD是一种荧光探针和嵌入剂。与DAPI一样，它对结合双链DNA具有很强的亲和力。与与富含A-T的区域结合的DAPI不同，7-AAD选择性地与富含G-C的区域结合。它还会与RNA结合，因此在染色前可能需要消化酶。7-AAD的激发波长为546nm，发射波长为647nm。由于其较大的斯托克斯位移，许多研究人员将7-AAD与蓝色和绿色荧光探针结合使用进行多色分析。543nm氦氖激光器很好地激发了7-AAD。7-AAD适用于检测死细胞群或膜受损的细胞。它不容易通过完整的膜，使其成为活细胞的不良染色剂。7-AAD已在荧光显微镜和流式细胞术中得到广泛应用。

  赫斯特33258(33342,34580)

  ※蓝色荧光

  ※活细胞

  ※透膜

  ※低细胞毒性

  ※A-T序列偏好

  ※氙汞灯

  ※紫外激光

  ※荧光显微镜

  ※流式细胞仪

  Hoechst染色剂是一组蓝色荧光DNA探针。早在1970年代，它们就已被用于对DNA进行染色。这些染料由德国公司HoechstAG开发，是传统蓝色荧光染料的良好替代品。与DAPI等类似染料相比，Hoechst染料提供显着更高的细胞渗透性。这意味着Hoechst染料（例如Hoechst33258）适用于对活细胞和死细胞进行染色。此外，由于Hoechst染料的细胞毒性较低，因此对活细胞群的影响也大大降低。Hoechst染料将选择性地结合双链DNA的富含A-T的区域，特异性结合小沟。与DNA结合后，Hoechst染料的荧光强度会增加约30倍。Hoechst染料可被紫外光（~360nm）激发并发出蓝色荧光（~460nm）。这些染料与氙汞灯以及紫外激光器兼容。它们非常适用于荧光显微镜、免疫组织化学和流式细胞术。Hoechst33258、33342和34580之间的差别很重要。与Hoechst33258相比，由于添加了亲油性乙基，Hoechst33342的渗透性明显更高。对于Hoechst34580，与Hoechst33258和Hoechst33342的461nm发射最大值相比，发射最大值略微蓝移，位于437nm。

  YOYO-1/DiYO-1/TOTO-1/DiTO-1

  ※极其敏感

  ※成本高

  ※不透水

  ※流式细胞仪

  ※细胞活力

  ※绿色荧光

  YOYO-1/DiYO-1/TOTO-1/DiTO-1是基于化合物恶唑黄的花青染料系列。然而，尽管名称如此，这些染料实际上发出绿色而不是huangse的荧光。例如，YOYO-1（及其化学等价物DiYO-1）的最大发射波长为509nm。TOTO-1（及其化学等价物DiTO-1）也是如此；该化合物的最大发射波长为535nm。这些化合物是嵌入剂，这意味着它们将自己插入DNA碱基对的平面之间。这个DNA探针家族以其对DNA的高亲和力而闻名。与DNA结合后，这些探针的荧光可以增加一千到三千倍。这种对DNA的强烈亲和力使它们非常适合需要高灵敏度的实验。不过，代价是这些探头相当昂贵。一毫升可能要花费数千美元。因为这些探针是细胞不可渗透的，它们不能穿过完整的细胞膜。它们非常适合染色固定或死细胞。在这方面，这些探针通常与流式细胞仪等平台一起用于细胞活力和细胞毒性测定。