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异硫氰酸荧光素 (FITC)

来源：作者：人气：-发表时间：2020-09-08 15:18:00【大中小】

异硫氰酸荧光素 (FITC)

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

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

FITC（异硫氰酸荧光素）是一种荧光素衍生物。常作为荧光探针应用于制备分子生物学或糖类聚合物的结合物分子，例如葡聚糖1。 FITC常用作蛋白质或多糖的不同底物的标记试剂。

FITC通常用于标记抗体（IgG）²以及其它免疫应用。也常用于流式细胞术，这是一项生物学家频繁使用的用于高精度研究细胞形态的技术³。

结构和物理性质

异硫氰酸荧光素 (常称作FITC) 一种荧光素衍生物，在中心苯环的5位或6位含有异硫氰酸酯基团(参见图1)。

FITC有两种异构体：

异构体 I, 即 5-异硫氰酸荧光素或 5-FITC

异构体 II, 即 6-异硫氰酸荧光素或 6-FITC

异硫氰酸荧光素通常是由其中一种异构体或者有时是两种异构体的混合物构成（混合物的CAS编号为27072-45-3）。早在1942年，FITC首次用于抗体标记。[1]

由于异硫氰酸酯基团的存在以及其高荧光性，FITC常用于蛋白质或多糖等多种底物的标记试剂。异硫氰酸酯在温和条件下与亲核试剂，例如胺，极易反应。

图1. FITC异构体1的结构式。FITC异构体1 (5-异硫氰酸荧光素) 在5位上含异硫氰酸酯基团。

光谱性质

FITC在λ= 495 nm处有最大激发波长，在λ = 519 nm处有最大发射波长 (参见图2) [2]。.该化合物是黄色的，而发射光则是绿色的。FITC两种异构体的激发和发射波长的差别是很小的。FITC标记的功能性生物聚合物，如FITC标记葡聚糖，具有与母体分子相似的激发和发射特性，使FITC成为荧光标记的理想载体。

图 2. FITC异构体I的激发(橙色) 和发射(蓝色)光谱。在495 nm处有最大激发波长，在 519 nm处有最大发射波长。

稳定性和溶解度

如储存得当，FITC相当稳定。FITC粉末在0到8℃避光避湿环境下可保存超过2年。FITC溶液以及多种FITC标记的功能化产品溶液，据报道易发生光漂白现象。因此FITC溶液应避光保存，在制备后马上使用，尤其是用于FITC荧光成像时。

FITC溶于二甲基亚砜和其它极性有机溶剂，如甲酰胺和N,N-二甲基甲酰胺，但水溶性很差。

应用

FITC有着广泛的应用，包括抗体的荧光标记和流式细胞术[3]。FITC标记的功能化产品（如FITC标记葡聚糖）对于各种细胞和组织（例如肠道[4]、肿瘤,[5]和眼组织[6]的渗透性和传输研究，以及大脑和神经系统相关研究[7]都是非常有用的。

1973年de Belder和Granath发表了荧光素标记葡聚糖及FITC标记的衍生物[4]。现在荧光素标记多糖的制备是一种很成熟的方法。FITC标记葡聚糖和其它FITC结合多糖可以应用于微循环研究，即有关微血管中小的血液循环的研究。微循环存在于所有的器官组织中。FITC标记葡聚糖也用于研究白细胞粘附、大分子渗漏（见图3）和缺血/再灌注期间微循环的渗漏[9]。 FITC葡聚糖也被用于研究肠粘膜微循环[10]。

图3 注射了150kDa FITC标记葡聚糖的地鼠颊囊。本照片摄于注射后1分钟。

pH指示剂

FITC和其他荧光染料能够随pH值变化而改色。这一点可以用于测量活细胞的pH值。细胞pH值的变化可反映一系列生理过程，包括肌肉收缩、内吞、细胞增殖、凋亡和离子转运[11]。

荧光pH指示剂可以是单独的染料，如FITC，也可以是与大分子偶联的染料，如FITC标记葡聚糖。使用荧光标记葡聚糖衍生物的优点是，分子可以聚集在特定的细胞内。与微电极技术相比，荧光pH计还拥有更大的空间采样能力[11]。探针和指示剂的另一个优点是它们不与细胞蛋白结合[12]。

产品列表

FITC (异构体 I)
FITC标记葡聚糖
FITC标记赖氨酸葡聚糖
FITC标记羧甲基葡聚糖
FITC标记羧甲基聚蔗糖
FITC标记DEAE葡聚糖
FITC标记DEAE聚蔗糖
FITC标记硫酸葡聚糖
FITC标记羟乙基淀粉
FITC标记菊粉
FITC标记聚蔗糖
FITC标记Q-葡聚糖
FITC标记海藻糖
荧光素标记透明质酸

参考文献

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).

13.Coons AH, Creech HJ, Norman Jones R, Berliner E. "The Demonstration of Pneumococcal Antigen in Tissues by the Use of Fluorescent Antibody". The Journal of Immunology. 1942, 45 (3): 159–170.

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

15.The TH; Feltkamp, T. E. "Conjugation of fluorescein isothiocyanate to antibodies: II. A reproducible method". Immunology. 1970, 18 (6): 875–881.

16.T. Mochizuki, H.Satsu, M.Totsuka and M.Shimizu. Transepithelial transport of macromolecular substances in IL-4 treated human intestinal T84 cell monolay- ers. Biosci Biotechnol Biochem. 2009, 73, 2422-6.

17.E.Gerlowski and R.K.Jain. Microvascular permea- bility of normal and neoplastic tissues. Microvasc. Res. 1986, 31, 288-305.

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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