常用細胞染色的方法、特點及熒光染料選擇指南
細胞培養后，需要對其生長情況、形態甚至生物學性狀進行觀察。由于細胞小而復雜，若不借助適當的手段，難以觀察其形態、結構，更難發現細胞內各種組分的分子組成及功能。目前，已有多種研究細胞的技術，從光學顯微鏡到電子顯微鏡，從一般細胞化學法到免疫化學法。細胞染色是研究細胞生物學特征的一種常用手段，然而，對于細胞實驗新手來說，想要獲得一張漂亮的細胞染色圖并不容易。染色試劑不會選、細胞染色不均勻、染色時切片脫落等都是很常見的問題。今天小愛就為大家整理了幾種常用細胞染色方法及染色劑選擇指南，快來學習！
表1 幾種常用細胞染色方法及特點
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染色方法 |
染色特點及應用范圍 |
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革蘭氏染色法 |
一種重要的細菌鑒別染色法，經染色后，陽性菌呈紫色，陰性菌呈紅色，可以清楚地觀察到細菌的形態、排列及某些結構特征，從而用以分類鑒定。 |
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瑞氏染色法 |
瑞氏試劑中酸性伊紅和堿性美藍混合經化學作用后，變成中性的伊紅化美藍，久置后，經氧化而含有天青。此三種染料分別和細胞中的NH3+和COO-等結合，使細胞核及胞漿著色。由于系中性染料，又有緩沖液調節酸堿度，所以細胞受染后，藍紅等顏色都較適中，核染質、胞漿以及其中顆粒顯色較為清楚。 |
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姬姆薩染色法 |
病理學以及疾病研究中常用的染色劑。染色原理和結果與瑞氏染色法基本相同。但該法對細胞核和寄生蟲著色較好，結構顯示更清晰，而細胞質和中性顆粒則著色較差。為兼顧二者之長，可用復合染色法。 |
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免疫組化染色法 |
利用抗原抗體之間的特異性結合，用于研究細胞產物如分子、蛋白質或糖蛋白的表達、定位、分布和遷移等。 |
了解細胞染色方法后，下面小愛向大家介紹研究不同細胞結構用到的熒光染料。
一、細胞膜常用染料
DiD、DiR、DiO和DiI染料是最常見的細胞膜染料（見表2），它們是一族親脂性的熒光染料，用于細胞的形態學和結構研究。該系列染料進入細胞膜后，會在整個細胞膜上側向擴散，在最佳濃度時可以使整個細胞膜染色。其中DiD染料的染色效率高，染色均一，熒光不易猝滅，無明顯細胞毒性，且受自身熒光背景干擾小。目前DiD已成功應用于多種細胞的體內示蹤研究，如Treg細胞、間充質干細胞、腫瘤細胞、造血干祖細胞等
二、其他細胞結構常用染料
生物染料在細胞結構和組分鑒定中有著廣泛的應用，除細胞膜研究外，我們經常也會對一些其它細胞結構及成分進行探索，例如線粒體、溶酶體、蛋白質、細胞核等，而對于不同的細胞結構有不同的染料進行染色。
三、細胞染色神器DAPI + Phalloidin
DAPI染色液（DAPI Staining Solution）常用于細胞核染色，可將細胞核染成藍色。鬼筆環肽（Phalloidin）是細胞骨架的染色神器，羅丹明標記的Phalloidin（TRITC- Phalloidin）可將細胞染成橙紅色，DAPI與Phalloidin染色液是研究細胞形態變化時經常用到的兩種共染的試劑，染色效果可見圖1[1]：A1-E1用TRITC-鬼筆環肽（橙紅）染色的細胞骨架免疫熒光圖；A2-E2用DAPI（藍色）染色的細胞核免疫熒光圖；A3-E3合并的L929細胞免疫熒光染色圖。圖2[2]是S100A16過表達或下調前后PDAC細胞形態的變化。
注意事項：
※ 熒光染料都存在淬滅的問題，建議染色后盡快檢測；
※ 避免反復凍融，否則容易失效；
※ DAPI對人體有刺激性，注意適當防護；
※ 鬼筆環肽具有毒性，需小心操作（對人的半數致死劑量 LD50約 2mg/kg）。
參考文獻
[1] Li J, Chen JN, Peng ZX, et al. Multifunctional Electrospinning Polyhydroxyalkanoate Fibrous Scaffolds with Antibacterial and Angiogenesis Effects for Accelerating Wound Healing[J]. Applied Materials & Interfaces. 2022.
[2] Li T, Ren TY, Huang CM, et al. YS100A16 induces epithelial-mesenchymal transition in human PDAC cells and is a new therapeutic target for pancreatic cancer treatment that synergizes with gemcitabine[J]. Biochemical Pharmacology 189 (2021) 114396.
