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DAPI

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DAPI
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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。

事实速览 DAPI, 識別 ...
DAPI
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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。
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歷史

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熒光，因此在1975年它被用在超速離心分析法中以標記線粒體DNA。與DNA結合時激發的強熒光使它被廣泛用於熒光顯微鏡技術中對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]

熒光屬性

發射與吸收波長

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，因此在熒光顯微技術中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和熒光素、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。

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DAPI 結合於DNA小溝(藍和綠). From PDB 1D30.

吸收模型

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

除了用於分析熒光顯微法以外，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染色後會發出熒光而易於追蹤。[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

毒性

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

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熒光素結合的抗體進行免疫熒光法（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熒光染料[16]，並且可以使用與DAPI相同的機器濾鏡設置。

參見

參考資料

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