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異硫氰酸熒光素 (FITC)

來源：作者：人氣：-發表時間：2020-09-08 15:18:00【大中小】

異硫氰酸熒光素 (FITC)

CAS Number(isomer I): 3326-32-7
Molecular Formula: C21H11NO5S

CAS Number(isomer II): 18861-78-4

FITC（異硫氰酸熒光素）是一種熒光素衍生物。常作為熒光探針應用于制備分子生物學或糖類聚合物的結合物分子，例如葡聚糖1。 FITC常用作蛋白質或多糖的不同底物的標記試劑。

FITC通常用于標記抗體（IgG）²以及其它免疫應用。也常用于流式細胞術，這是一項生物學家頻繁使用的用于高精度研究細胞形態的技術³。

結構和物理性質

異硫氰酸熒光素 (常稱作FITC) 一種熒光素衍生物，在中心苯環的5位或6位含有異硫氰酸酯基團(參見圖1)。

FITC有兩種異構體：

異構體 I, 即 5-異硫氰酸熒光素或 5-FITC

異構體 II, 即 6-異硫氰酸熒光素或 6-FITC

異硫氰酸熒光素通常是由其中一種異構體或者有時是兩種異構體的混合物構成（混合物的CAS編號為27072-45-3）。早在1942年，FITC首次用于抗體標記。[1]

由于異硫氰酸酯基團的存在以及其高熒光性，FITC常用于蛋白質或多糖等多種底物的標記試劑。異硫氰酸酯在溫和條件下與親核試劑，例如胺，極易反應。

圖1. FITC異構體1的結構式。FITC異構體1 (5-異硫氰酸熒光素) 在5位上含異硫氰酸酯基團。

光譜性質

FITC在λ= 495 nm處有最大激發波長，在λ = 519 nm處有最大發射波長 (參見圖2) [2]。.該化合物是黃色的，而發射光則是綠色的。FITC兩種異構體的激發和發射波長的差別是很小的。FITC標記的功能性生物聚合物，如FITC標記葡聚糖，具有與母體分子相似的激發和發射特性，使FITC成為熒光標記的理想載體。

圖 2. FITC異構體I的激發(橙色) 和發射(藍色)光譜。在495 nm處有最大激發波長，在 519 nm處有最大發射波長。

穩定性和溶解度

如儲存得當，FITC相當穩定。FITC粉末在0到8℃避光避濕環境下可保存超過2年。FITC溶液以及多種FITC標記的功能化產品溶液，據報道易發生光漂白現象。因此FITC溶液應避光保存，在制備后馬上使用，尤其是用于FITC熒光成像時。

FITC溶于二甲基亞砜和其它極性有機溶劑，如甲酰胺和N,N-二甲基甲酰胺，但水溶性很差。

應用

FITC有著廣泛的應用，包括抗體的熒光標記和流式細胞術[3]。FITC標記的功能化產品（如FITC標記葡聚糖）對于各種細胞和組織（例如腸道[4]、腫瘤,[5]和眼組織[6]的滲透性和傳輸研究，以及大腦和神經系統相關研究[7]都是非常有用的。

1973年de Belder和Granath發表了熒光素標記葡聚糖及FITC標記的衍生物[4]。現在熒光素標記多糖的制備是一種很成熟的方法。FITC標記葡聚糖和其它FITC結合多糖可以應用于微循環研究，即有關微血管中小的血液循環的研究。微循環存在于所有的器官組織中。FITC標記葡聚糖也用于研究白細胞粘附、大分子滲漏（見圖3）和缺血/再灌注期間微循環的滲漏[9]。 FITC葡聚糖也被用于研究腸粘膜微循環[10]。

圖3 注射了150kDa FITC標記葡聚糖的地鼠頰囊。本照片攝于注射后1分鐘。

pH指示劑

FITC和其他熒光染料能夠隨pH值變化而改色。這一點可以用于測量活細胞的pH值。細胞pH值的變化可反映一系列生理過程，包括肌肉收縮、內吞、細胞增殖、凋亡和離子轉運[11]。

熒光pH指示劑可以是單獨的染料，如FITC，也可以是與大分子偶聯的染料，如FITC標記葡聚糖。使用熒光標記葡聚糖衍生物的優點是，分子可以聚集在特定的細胞內。與微電極技術相比，熒光pH計還擁有更大的空間采樣能力[11]。探針和指示劑的另一個優點是它們不與細胞蛋白結合[12]。

產品列表

FITC (異構體 I)
FITC標記葡聚糖
FITC標記賴氨酸葡聚糖
FITC標記羧甲基葡聚糖
FITC標記羧甲基聚蔗糖
FITC標記DEAE葡聚糖
FITC標記DEAE聚蔗糖
FITC標記硫酸葡聚糖
FITC標記羥乙基淀粉
FITC標記菊粉
FITC標記聚蔗糖
FITC標記Q-葡聚糖
FITC標記海藻糖
熒光素標記透明質酸

參考文獻

1.Fluorescein Isothiocyanate – an overview | ScienceDirect Topics. https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/fluorescein-isothiocyanate.

2.The, T. H. & Feltkamp, T. E. W. Conjugation of fluorescein isothiocyanate to antibodies. Immunology 18, 865–873 (1970).

3.Picot, J., Guerin, C. L., Le Van Kim, C. & Boulanger, C. M. Flow cytometry: retrospective, fundamentals and recent instrumentation. Cytotechnology 64, 109–130 (2012).

4.de Belder, A. N. & Granath, K. Preparation and properties of fluorescein-labelled dextrans. Carbohydrate Research 30, 375–378 (1973).

5.Aden, K. et al. Epithelial RNase H2 Maintains Genome Integrity and Prevents Intestinal Tumorigenesis in Mice. Gastroenterology 156, 145-159.e19 (2019).

6.Gerlowski, L. E. & Jain, R. K. Microvascular permeability of normal and neoplastic tissues. Microvasc. Res. 31, 288–305 (1986).

7.Elevated cAMP opposes (TNF-alpha)-induced loss in the barrier integrity of corneal endothelium. – Abstract – Europe PMC. https://europepmc.org/article/pmc/pmc2932488.

8.Hultström, D., Malmgren, L., Gilstring, D. & Olsson, Y. FITC-Dextrans as tracers for macromolecular movements in the nervous system. A freeze-drying method for dextrans of various molecular sizes injected into normal animals. Acta Neuropathol. 59, 53–62 (1983).

9.Svensjö, E. et al. Maxadilan, the Lutzomyia longipalpis vasodilator, drives plasma leakage via PAC1–CXCR1/2-pathway. Microvascular Research 83, 185–193 (2012).

10.Schmidt, C. et al. Confocal laser endomicroscopy reliably detects sepsis-related and treatment-associated changes in intestinal mucosal microcirculation. Br J Anaesth 111, 996–1003 (2013).

11.Han, J. & Burgess, K. Fluorescent indicators for intracellular pH. Chem. Rev. 110, 2709–2728 (2010).

12.Takahashi, S. et al. Development of a Series of Practical Fluorescent Chemical Tools To Measure pH Values in Living Samples. J. Am. Chem. Soc. 140, 5925–5933 (2018).

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14.Lakowicz J.R.. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd Edition, 2006, Springer Science, New York, USA. ISBN-10: 0387312781.

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18.M.Shivanna, G.Rajashekhar and S.P.Srinivas. Barrier dysfunction of the corneal endothelium in response to TNF alpha. Invest Ophtalmol Vis Sci. 2010, 51, 1575-82.

19.D.Hultström. FITC-dextrans in neurobiological research. Acta Universitatis Upsaliensis, 438, Almquist and Wiksell, Uppsala, 1982 and references cited therein.

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