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DAPI

与DNA结合的荧光染料
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DAPI即4',6-二脒基-2-苯基吲哚（4',6-diamidino-2-phenylindole），是一種能夠與DNA強力結合的螢光染料，常用於螢光顯微鏡觀測[1]。因為DAPI可以透過完整的細胞膜[2]，它可以用於活細胞和固定細胞的染色。

DAPI
IUPAC名
2-(4-Amidinophenyl)-1H-indole-6-carboxamidine
別名 4',6-Diamidino-2-phenylindole
識別
CAS號 28718-90-3  checkY
PubChem 2954
ChemSpider 2848
SMILES
 
  • [N@H]=C(N)c3ccc(c2cc1ccc(cc1n2)C(=[N@H])N)cc3
InChI
 
  • 1/C16H15N5/c17-15(18)10-3-1-9(2-4-10)13-7-11-5-6-12(16(19)20)8-14(11)21-13/h1-8,21H,(H3,17,18)(H3,19,20)
InChIKey FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYAH
ChEBI 51231
性質
化學式 C16H15N5
摩爾質量 277.32 g·mol−1
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

歷史

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1971年DAPI在一項關於制抗錐蟲病（英語：Trypanosomiasis）的藥物的研究中由Otto Dann的實驗室首次合成，雖然它不是一種成功的藥物，但更深入的研究表明它在與DNA強力結合時發出更強的螢光，因此在1975年它被用在超速離心分析法中以標記粒線體DNA。與DNA結合時激發的強螢光使它被廣泛用於螢光顯微鏡技術中對DNA的染色。上世紀70年代末證實DAPI可以被用來在植物、微生物、多細胞動物和細菌[3]細胞中追蹤DNA，1977年證實它可以被用來定量給細胞中的DNA染色，同時也證實DAPI可在流式細胞術中用作DNA染料。[4]

螢光屬性

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發射與吸收波長

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在螢光顯微鏡觀察下，與雙股DNA結合的DAPI染劑在358 nm（紫外線）處有一個最大吸收峰，並在461 nm（藍）處有一個最大發射峰，其發射光的波長範圍含蓋了藍色至青綠色，因此在螢光顯微技術中DAPI被紫外線照亮且被藍或青色濾鏡檢出。DAPI也可以和RNA結合，但產生的螢光強度不及與DNA結合的結果，其發射光的波長範圍約在400 nm左右。[5][6][7]

DAPI的發射光為藍色，且DAPI和螢光素、綠色螢光蛋白（Green fluorescent protein, GFP）或Texas Red染劑（紅色螢光染劑）的發射波長，僅有少部分重疊，研究員可以善用這項特性在單一的樣品上進行多重螢光染色。如果需要十分精確的分析，可以使用光譜去混合（spectral unmixing）技術計算此一影響。

 
DAPI 結合於DNA小溝(藍和綠). From PDB 1D30.

吸收模型

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2013年，有研究者以含時密度泛函理論（英語：Time-dependent density functional theory）與等電位聚焦的連續極化介質模型（英語：Polarizable continuum model）描述了DAPI與DNA結合與發出螢光的機制，此一量子力學模型解釋了DAPI與DNA結合後吸收與發射光譜的現象，與DNA的結合會使DAPI分子因位向限制導致幾何彈性降低，且周圍環境的極性甚低會導致DAPI分子的極性降低。[8]

用途

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除了用於分析螢光顯微法以外，DAPI也經常在細胞培養中被用於追蹤侵染的支原體或病毒。在培養基上培養的支原體或病毒顆粒被DAPI染色後會發出螢光而易於追蹤。[9]

DAPI也經常在流式細胞術中用於區分不同細胞周期時相的細胞。[10][11]

活細胞安全性

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毒性

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DAPI可用於固定細胞染色，但是因為活細胞染色對DAPI濃度有嚴格要求，它很少被用於活細胞染色。[12]雖然DAPI能快速進入活細胞中與DNA結合[2]，但是MSDS[13]和其他文獻[2]認為DAPI沒有毒性。

有研究表明，大劑量的DAPI可以導致小鼠中毒死亡,LD50= 基質 37.3 mg/kg。[14]

潛在的誘變性

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DAPI被視為一種致癌物。儘管DAPI沒有顯現出對大腸桿菌的誘變性[15]，在機器製造商提供的信息上，DAPI被認為是一種DNA誘變劑[7]。由於DAPI可以摻入DNA螺旋中，它很可能具有底層的DNA誘變性，在使用過程中應注意配製、使用與拋棄的處理程序。

替代

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以DAPI（藍）與鬼筆環肽（紅）染色的內皮細胞，另外綠色為與使用與異硫氰酸螢光素結合的抗體進行免疫螢光法（英語：Immunofluorescence）的結果

類似於DAPI技術，赫斯特染色是一種既可以用於活細胞也可以用於固定細胞的藍色螢光染料[16]，並且可以使用與DAPI相同的機器濾鏡設置。

參見

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參考資料

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  1. ^ 4',6-二脒基-2-苯基吲哚. 來邦網. [2010-01-21]. （原始內容存檔於2010-01-24）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 徐錦堂; 王黎; 周清; 楊艷; 陳劍. CM_Dil与DAPI联合标记人羊膜上皮细胞的可行性研究_王黎.pdf. 2013 [2019-05-25]. doi:10.13389/j.cnki.rao.2013.11.001. （原始內容存檔於2019-09-24）. 
  3. ^ M Cassan; E Boy; F Borne. Regulation of the lysine biosynthetic pathway in Escherichia coli K-12: isolation of a cis-dominant constitutive mutant for AK III synthesis.. J Bacteriol. 1975 Aug [2019-05-13]. PMID 238953. （原始內容存檔於2019-09-24）. 
  4. ^ Kapuscinski J. DAPI: a DNA-specific fluorescent probe. Biotech Histochem. September 1995, 70 (5): 220–33. PMID 8580206. doi:10.3109/10520299509108199. 
  5. ^ Scott Prahl, DAPI （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. accessed 2009-12-08.
  6. ^ Kapuscinski J., [1] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. accessed 2013-02-25.
  7. ^ 7.0 7.1 Invitrogen, DAPI Nucleic Acid Stain （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. accessed 2009-12-08.
  8. ^ A. Biancardi; T. Biver; F. Secco; B. Mennucci. An investigation of the photophysical properties of minor groove bound and intercalated DAPI through quantum-mechanical and spectroscopic tools.. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15: 4596. Bibcode:2013PCCP...15.4596B. doi:10.1039/C3CP44058C. 
  9. ^ RUSSELL, W. C.; NEWMAN, CAROL; WILLIAMSON, D. H. A simple cytochemical technique for demonstration of DNA in cells infected with mycoplasmas and viruses. Nature. 1975, 253 (5491): 461–462. Bibcode:1975Natur.253..461R. doi:10.1038/253461a0. 
  10. ^ Ashraf M. Khalil. B Cell Signal Transduction in Germinal Center B Cells is Short-Circuited by Increased Phosphatase Activity. Science. 2012-06-01 [2019-05-11]. （原始內容存檔於2021-05-26）. 
  11. ^ Kerenyi, Marc A; Shao, Zhen; Hsu, Yu-Jung; Guo, Guoji; Luc, Sidinh; O'Brien, Kassandra; Fujiwara, Yuko; Peng, Cong; Nguyen, Minh; Orkin, Stuart H. Histone demethylase Lsd1 represses hematopoietic stem and progenitor cell signatures during blood cell maturation. eLife. 2013-06-18, 2 (2013; 2) [2019-05-11]. PMID 23795291. doi:10.7554/eLife.00633. （原始內容存檔於2019-09-24）. 
  12. ^ Zink D, Sadoni N, Stelzer E. Visualizing Chromatin and Chromosomes in Living Cells. Usually for the live cells staining Hoechst Staining is used. DAPI gives a higher signal in the fixed cells compare to Hoechst Stain but in the live cells Hoechst Stain is used.. Methods. 2003, 29 (1): 42–50. PMID 12543070. doi:10.1016/S1046-2023(02)00289-X. 
  13. ^ 存档副本 (PDF). [2018-04-18]. （原始內容 (PDF)存檔於2016-03-03）. 
  14. ^ Slieger RF; et al. DAPI对鼠疟的治疗作用.pdf. 1980 [2019-05-25]. doi:10.13389/j.cnki.rao.2013.11.001. （原始內容存檔於2019-09-24）. 
  15. ^ Ohta T, Tokishita S, Yamagata H. Ethidium bromide and SYBR Green I enhance the genotoxicity of UV-irradiation and chemical mutagens in E. coli.. Mutat. Res. 2001, 492 (1–2): 91–7. PMID 11377248. doi:10.1016/S1383-5718(01)00155-3. 
  16. ^ Latt, SA; Stetten, G; Juergens, LA; Willard, HF; Scher, CD. Recent developments in the detection of deoxyribonucleic acid synthesis by 33258 Hoechst fluorescence.. Journal of Histochemistry and Cytochemistry. July 1975, 23 (7): 493–505. PMID 1095650. doi:10.1177/23.7.1095650. 
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=DAPI&oldid=81963050」