JC-1 线粒体膜电位:2µM染色与红绿比值

固定Dojindo MT09,用2mM母液配2µM工作液,说明相同曝光、CCCP控制及去极化后不再洗涤。

01本篇适用条件

本例使用HeLa CCL-2和Dojindo JC-1 MitoMP Detection Kit MT09,ibidi八孔成像板,每孔200µL,常规EMEM+10%FBS、37°C/5%CO₂。厂家给出的JC-1候选范围1–15µM、染色30–60分钟;本页选2µM/30分钟,并将CCCP安排在染后以验证动态响应,此顺序为教学选择。红绿比反映本体系的相对变化,不直接测得毫伏值,也不能单独诊断凋亡。

02实验原理

较高膜电位有利于红色J聚集体,去极化时红/绿比通常降低。样本密度、染料浓度、温度、线粒体质量和曝光均会影响结果。必须设置无染背景和可响应的去极化控制,按单细胞或一致ROI计算扣背景红/绿比,不用不同孔自动曝光后的亮度直接相比。

03安全与适用范围

HeLa按BSL-2培养。JC-1和CCCP按SDS避免吸入和皮肤接触,CCCP为有毒去偶联剂,使用小体积已配母液;DMSO注意防渗透。荧光样本废液单独收集。

04材料与仪器

MT09完整套装;HeLa;EMEM完全培养基、HBSS、DMSO;预先配好且标明浓度的10mM CCCP/DMSO母液;ibidi八孔板;37°C培养箱;能分辨绿色500–550nm及红色约570–620nm信号的显微镜。

05配液与用量

配液用量结果
JC-1母液整管100nmol染料加50µL DMSO2mM;分装避光
JC-1工作液1mL2mM母液1µL+完全培养基999µL2µM,DMSO0.1%
成像缓冲液2mL套装10×液200µL+水1800µL1×,当天使用
去极化候选1mL10mM CCCP母液1µL+1×成像缓冲液999µL10µM CCCP、0.1%DMSO
载体候选1mLDMSO1µL+成像缓冲液999µL相同DMSO0.1%
每孔200µL染液;洗后200µL成像/控制液候选铺板2×10⁴活细胞/孔

CCCP10µM、20分钟为需要预试的候选;不能因控制未响应就无限加量。染料原液和培养基先回室温,按说明先取母液再加培养基并立即吹匀约10次。

06时间安排

时间操作
前一天2×10⁴细胞/200µL铺八孔板
当天2µM JC-1,37°C30分钟
随后HBSS洗2次,再加成像缓冲液或CCCP液
20分钟后相同设置拍红/绿,CCCP后不再洗

07开始前的准备

每条件至少3孔,无染和载体控制必备。先确认2µM在本细胞中有清楚但不饱和信号,再预试CCCP响应窗口。MT09说明特别提醒去极化后洗涤可能改变膜电位,本页先染、洗,再加去极化液,之后不洗;不要与其他先处理后洗的流程随意拼接。

JC1的DMSO母液加入较大体积培养液或HBSS的正确稀释方向

左侧示意把少量DMSO母液加入预置的大体积水相,右侧叉号提示避免反向加入造成局部高浓度。此图解释加液方向,实际2 mM母液和工作浓度按正文与手册配制。来源为Dojindo技术说明书,非商业推广。

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08逐步操作

  1. 八孔板每孔铺200µL、1×10⁵活细胞/mL悬液,过夜至细胞贴壁且未过密。
  2. 显微检查形态,留出无染孔;若已大量漂浮或死亡先解决起始状态,不继续解释膜电位。
  3. 将JC-1母液和培养基回室温,取1µL2mM母液,加入999µL培养基,立即混匀约10次,现配避光。
  4. 轻柔吸去旧液,每个待染孔加入200µL2µM染液;无染孔加等量载体培养基,时间与温度一致。
  5. 37°C、5%CO₂避光30分钟,不长时间开盖放在显微镜旁染色。
  6. 去染液,沿壁加200µL HBSS轻洗,再重复一次;不用PBS替代,避免增加细胞应激。
  7. 研究及基础载体孔加入200µL1×成像缓冲液或相应载体液;去极化孔加入200µL10µM CCCP成像液。
  8. 在相同温度条件下等待20分钟,记录实际起止;CCCP加入后不再洗涤,维持各孔终体积200µL。
    JC1贴壁细胞染色的加试剂、孵育、洗涤、成像流程

    原图按时间顺序显示一般染色流程。该图的常规洗涤箭头不能代替正文“染后再去极化”的特殊处理规则;若处理后洗涤会改变膜电位,应遵循正文与现用说明书的限制。来源为Dojindo技术资料,非商业推广。

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  9. 先用无染孔测两通道背景,用健康和去极化控制选取均未饱和的曝光,之后对所有样本固定设置。
  10. 每孔拍5个预设视野,绿色建议488nm激发/500–550nm收集,红色采用仪器适合J聚集体的通道,记录实际滤光片。
    HeLa对照和FCCP处理后的JC-1完整双面板

    完整保留HeLa对照与FCCP 100 μM两面板。来源处理90分钟后染色,与本篇染后10 μM CCCP 20分钟的设置不同;该图只说明去极化时红绿分布改变,不提供本篇阳性控制参数。

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    正常与诱导凋亡Jurkat细胞JC-1成像完整双面板

    原图为Jurkat正常与诱导凋亡的完整双面板,来源采用星形孢菌素处理体系。细胞株和诱导条件不同于本篇HeLa去极化控制,不能照搬曝光、强度或阳性比例。

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  11. 对相同细胞ROI分别扣局部背景,红/绿比=净红信号÷净绿信号;绿信号接近背景时标记不可计算,不生成巨大比值。
    正常和诱导凋亡Jurkat细胞红绿荧光比完整柱图

    完整保留来源Jurkat的红/绿荧光比,显示其诱导凋亡体系下比值降低。来源为板读总体比值,本篇为成像ROI逐细胞比值;两者的绝对数值、汇总方式和阈值不能直接比较。

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  12. 每孔先汇总单细胞比值,再比较独立批次;保存原图、背景与去极化响应,结合细胞活率解释。各组拍照顺序轮换,记录离箱到成像的分钟数,减少温度与等待差异。
    正常与诱导凋亡Jurkat细胞红绿荧光完整流式散点

    完整保留红绿荧光双参数及两群细胞,来源为Jurkat诱导凋亡体系,不是HeLa成像结果。流式散点分布不等同本篇显微ROI分析,也不能将图中分群直接作为本机门限。

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09结果判断与质控

例:健康ROI净红800、净绿400,比值2.0;控制净红200、净绿500,比值0.4,符合去极化方向。原始强度单位仅在相同采集条件下可比;不能称为膜电位由2.0伏降到0.4伏。

HeLa对照与CCCP处理后的JC1红绿荧光显微图

对照组可见红色聚集体,原手册CCCP组以绿色为主,示意去极化时红/绿分布的变化。原图使用100 µM CCCP、90分钟等原手册条件,和本篇10 µM、20分钟候选不同;不能作为本篇结果或验证本篇处理有效。来源为Dojindo技术资料,非商业推广。

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10实验记录模板

样本/孔细胞数/形态JC-1批号/浓度染色时间CCCP/载体起止净红/净绿/比值滤片曝光/图号/异常
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11常见问题与排错

红绿全弱:查溶解混匀、染料保存、温度与细胞状态。红点沉淀:查浓度、稀释顺序和不溶颗粒,不把沉淀计作线粒体。CCCP后比值不变:检查控制母液和洗涤顺序,重新预试,不通过自动曝光制造差异。

12参考资料

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做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。