Other bacterial stains-盟基生物科技股份有限公司

一、產品介紹

Biotium 研發出許多細胞染劑，不只可以染色動物細胞 (mammalian cells)，也可以染色酵母菌 (yeast) 和細菌 (bacteria)。這些共通的細胞染劑針對細胞膜、細胞質、DNA (細胞核)、粒線體 (mitochondria)、溶體 (lysosome)、脂肪油滴 (lipid droplet) 和細胞骨架 (cytoskeleton)，但是並不是所有染劑都適用於所有細胞種類，詳細資料請見下圖。特別注意，細菌有分成革蘭氏陽性 (Gram+) 和陰性 (Gram-)。

*Yes 表示可以染色，No 表示不適用，ND 表示沒有確認過。其中括弧部分表示有特殊情況。

1. Cell surface 細胞表面

可以染色細菌 (bacteria) 的細胞表面染劑有 CellBrite™ Fix Membrane Stains, MemBrite™ Fix Membrane Stains, SynaptoGreen™ C4 (FM®1-43), SynaptoRed™ C2 (FM®4-64), CF® Dye WGA Conjugates, Calcofluor White。

• CellBrite™ Fix Membrane Stains (請點我連結)：(有3種螢光)

此染劑有別於傳統細胞膜染劑 DiO, DiI 只能忍受 formaldehyde 固定，此染劑可以忍受 methanol 固定和打洞。此染劑和細胞膜表面蛋白質共價連接，因此細胞於染色後可以固定和打洞，螢光不會因此而損失或改變分布。此染劑可以同時染色革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌。

細菌 (Bacillus subtilis) 以 CellBrite™ Fix 555 染色，之後以 paraformaldehyde 固定，隔天觀察。

• MemBrite™ Fix Membrane Stains (請點我連結)：(有12種螢光)

此染劑有別於傳統細胞膜染劑 DiO, DiI 只能忍受 formaldehyde 固定，此染劑可以忍受 methanol 固定和打洞。此染劑和細胞膜表面蛋白質共價連接，因此細胞於染色後可以固定和打洞，螢光不會因此而損失或改變分布。此染劑只能染色革蘭氏陽性 (gram positive) 菌，不能染色陰性 (gram negative) 菌。

MemBrite™ Fix Membrane Stains 有一般使用和特別針對超高解析度顯微鏡技術使用 (super-resolution imaging) (SOTRM, ST)。MemBrite™ Fix or MemBrite™ Fix-ST dyes 也能夠以一般顯微鏡技術觀察，但是相比於一般型來說比較不穩定。

CellBrite™ Fix Membrane Stains 染色步驟只需要一步，而 MemBrite™ Fix Membrane Stains 需要兩步驟。但是 MemBrite™ Fix Membrane Stains 有較多種螢光顏色選擇，而且背景值較低。

• SynaptoGreen™ C4 (FM®1-43) & SynaptoRed™ C2 (FM®4-64)：

這兩個染劑特別設計用來染色神經細胞的突觸 (synapse)，也可以染色到細菌的細胞膜，此染劑可以同時針對革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌。

細菌 (E. coli) 以BactoView™ Live Green 染色 DNA，以 SynaptoRed™ 染色細胞膜。

• CF® Dye WGA Conjugates (請點我連結)：(有13種螢光 + HRP)
Wheat Germ Agglutinin (WGA) 為 lectin (凝集素)，專一性地結合 sialic acid 和 N-acetylglucosamine 修飾的醣蛋白，因此能標記上細胞膜。WGA 能夠結合革蘭氏陽性 (gram positive) 菌的厚厚的 peptidoglycan layer 的 N-acetylglucosamine，但是因為革蘭氏陰性 (gram negative) 菌還有一層外膜 (outer membrane)，因此無法被 WGA 結合，因此此染劑能專一性地結合革蘭氏陽性 (gram positive) 菌。
 

以染劑區分革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌，革蘭氏陰性菌 (E. coli) 和革蘭氏陽性菌 (Staphylococcus) 共培養，以 DAPI (blue) 染色 DNA，以 CF®633 WGA (red) 染色細胞表面。球狀的革蘭氏陽性菌 (Staphylococcus) 會被 WGA 染色到，而桿狀的革蘭氏陰性菌 (E. coli) 則無法被 WGA 染色到。DAPI 則可以同時染色革蘭氏陽性和陰性菌。
 

以染劑區分革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌，革蘭氏陰性菌 (E. coli) 和革蘭氏陽性菌 (Staphylococcus) 共培養，以 DAPI (blue) 染色 DNA，以 CF®594 WGA (red) 染色細胞表面。球狀的革蘭氏陽性菌 (Staphylococcus) 會被 WGA 染色到，而桿狀的革蘭氏陰性菌 (E. coli) 則無法被 WGA 染色到。DAPI 則可以同時染色革蘭氏陽性和陰性菌。


經過熱殺死的 Pseudomonas 和 Micrococcus，以 CF®488A WGA (green) 染色革蘭氏陽性 (gram positive) 菌 (Micrococcus)，EthDIII (red) 染色死細胞，DAPI (blue) 染色所有細胞。

• Calcofluor White：
為藍色螢光染劑，能夠專一性地結合纖維素 (cellulose) 和幾丁質 (chitin)，這兩個化合物常見於真菌、藻類和植物的細胞壁，此染劑能專一性地結合革蘭氏陽性 (gram positive) 菌。





2. DNA (細胞核)

• Hoechst：
Hoechst 為可以穿透細胞膜的 minor groove-binding 的 DNA 染劑，染色所有細菌的 DNA (含革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌)。Biotium 提供 Hoechst 33258 和 Hoechst 33342，兩種都有固體粉末包裝和10 mg/mL 液體包裝。兩種 Hoechst 的結構和光譜相似，但 Hoechst 33528 水溶性較高。使用濃度為 1 ug/mL，可以用來染色活細菌或固定後的細菌，且不需要清洗的步驟。

• DAPI：
DAPI 為 minor groove-binding 的 DNA 染劑，染色所有細菌的 DNA (含革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌)，圖片請參考類別 “CF® Dye WGA Conjugates”。Biotium 提供 dihydrochloride 粉末包裝和10 mg/mL 液體包裝，另外還有 dilactate 粉末包裝，dilactate 水溶性較高，比較適合配置高濃度溶液。

• NucSpot® Live Cell Nuclear Stains：
NucSpot® Live 為可以穿透細胞膜的 DNA 染劑，只能染色革蘭氏陽性 (gram positive) 菌。NucSpot® Live 細胞毒性很低，因此可以用做長期追蹤。有兩種螢光 NucSpot® Live 488 (Ex/Em 500/515 nm) 和 NucSpot® Live 650 (Ex/Em 650/675 nm)，兩種皆只能染色革蘭氏陽性 (gram positive) 菌。

• RedDot™1 Far-Red Nuclear Stain：
RedDot™1 Far-Red Nuclear Stain 染劑可以穿透細胞膜，因此可以染色活細胞和死細胞。由於有細胞毒性，因此只適合短期的觀察。RedDot™1 可以同時染色革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌。

• DMAO：
DMAO 為可以穿透細胞膜的 DNA 染劑，針對細菌染色效果很好，可以同時染色革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌 (圖片請參考類別 “Propidium Iodide, Ethidium Homodimer I, Ethidium Homodimer III”)。Biotium 還提供 Viability/Cytotoxicity Assay Kit for Bacteria Live and Dead Cells (Catalog 30027)，就是包含 DMAO 和死細菌染劑 (Ethidium Homodimer III)，可以分辨死活細菌。

• BactoView™ Live Fluorescent Bacterial Stains：
BactoView™ Live 為特別針對活細菌的 DNA 染劑 (可以穿透細胞膜)，可以同時染色革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌。有兩種螢光，BactoView™ Live Red/Green 皆可以染色所有細菌。BactoView™ Live 可以染色活細菌和死細菌，但是死細菌的螢光強度會略高。BactoView™ Live Green 也可以染色動物細胞的細胞核，而 BactoView™ Live Red 還會染到粒線體的 DNA，兩者針對酵母菌的染色都很弱，而且會非專一性地染到其他地方。


細菌 (E. coli) 以BactoView™ Live Green 染色 DNA，以 SynaptoRed™ 染色細胞膜。

細菌 Staphylococcus epidermidis 以 BactoView Live Green 染色。
 

細菌 Bacillus subtillis 以 BactoView Live Red 染色。

• Thiazole Orange：
Thiazole Orange 為綠色螢光染劑 (Ex/Em 512/533 nm)，可以同時染色革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌。





3. Dead cells specific (專一性染色死細胞)：

• Propidium Iodide, Ethidium Homodimer I, Ethidium Homodimer III：
Propidium Iodide、Ethidium Homodimer I、Ethidium Homodimer III 皆為無法穿透細胞膜的 DNA 染劑，因此只能染死細胞，可以適用於動物細胞、酵母菌和細菌，可以同時染色革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌。Ethidium Homodimer III 為 Biotium 特別研發的染劑，吸收放射光譜和 Ethidium Homodimer I 相似，但是亮度提高 45%。另有圖片請參考類別 “CF® Dye WGA Conjugates”。
 

活和死的細菌 (E. coli) 以 EthD-III 染色死細菌 DNA (red)，以 DAMO 染色所有細菌 DNA (green)。

• RedDot™2 Far-Red Nuclear Stain：
RedDot™2 Far-Red Nuclear Stain 為無法穿透細胞膜的 DNA 染劑，因此只能染死細胞，可以適用於動物細胞、酵母菌和細菌，可以同時染色革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌。

• Live-or-Dye™ Fixable Viability Stains & Live-or-Dye™ NucFix Red (請點我連結)：
此染劑特別針對死細胞，為無法穿透細胞膜的 amine-reactive dyes，因此只能進入死細胞中，和帶有 amine 的蛋白質共價連接。如果是活細胞，則染劑會和細胞膜表面的蛋白質反應，但是由於細胞膜表面蛋白質較少，因此活細胞的螢光強度遠低於死細胞。應用於 flow cytometry 分析中可以排除掉死細胞。共有11種螢光選擇，方便實驗者做搭配。
此染劑十分穩定，因此可以於染色後固定和細胞打洞，螢光不會因此而損失。此染劑可以廣泛地針對所有細胞種類，包括哺乳類細胞、細菌 (gram positive/negative) 和酵母菌 (yeast)，特別注意 
Live-or-Dye™ Fixable Viability Stains可以同時染色革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌；Live-or-Dye™ NucFix Red 能夠專一性地染色死亡的革蘭氏陰性菌，但是對於革蘭氏陽性菌會同時染到活細胞和死細胞。

 活的和死的細菌 (E. coli) 以 Live-or-Dye™ 568/583 染色死細菌 DNA (red)，以 DAPI 染色所有細菌 DNA (blue)。


• NucSpot® 470 Nuclear Stain：
此 DNA 染劑無法穿透細胞膜，因此只能染色死細胞或是經過固定打洞的細胞，可以適用於動物細胞、酵母菌和細菌。NucSpot® 470 Nuclear Stain 能夠專一性地染色死亡的革蘭氏陰性菌 (gram negative)，但是對於革蘭氏陽性菌 (gram positive) 會同時染到活細胞和死細胞。




4. Cytoplasm (細胞質)：

• ViaFluor® SE Cell Proliferation Dyes：
ViaFluor® SE Cell Proliferation Kits 染色所有細胞的細胞質，包含三種螢光，ViaFluor® 405、ViaFluor® 488、ViaFluor® CFSE。這三個染劑都能染色動物細胞和革蘭氏陽性菌 (gram positive)，但是都不能染色革蘭氏陰性菌 (gram negative)。而只有 ViaFluor® CFSE 可以染到酵母菌的細胞質，其他兩者都只能染到酵母菌的周圍。
此染劑為 amine-reactive 染劑，可以和細胞質的蛋白質共價連接，因此可於 flow cytometry 中偵測細胞分裂的次數，也可於多種細胞混和實驗中標定目標細胞。此染劑非常穩定，可以忍受固定和打洞。




5. Mitochondria (粒線體)：

• MitoView™ (請點我連結)：(有5種螢光)
共有五種螢光，MitoView™ 405、MitoView™ Green、MitoView™ 633、MitoView™ 650、MitoView™ 720。五種螢光皆可以適用於所有細胞種類，包含動物細胞、酵母菌和細菌，可以同時染色革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative) 菌。
其中 MitoView™ 633 染劑為 potential-dependent，也就是此染劑是透過粒線體的膜電位而染色，因此只能染色活細胞的粒線體，細胞死亡後螢光將會消失。MitoView™ Green 染色和膜電位無關，因此可以染色活細胞和固定打洞後細胞的粒線體。其他三種染劑可以染色活細胞粒線體，固定打洞後雖然螢光不會消失，但是會有部分螢光染劑非專一性地分布在細胞質中。




6. Lysosome (溶體)：

•  LysoView™ dyes (請點我連結)：(有2種螢光)
LysoView™ dyes 染劑有五種螢光，五種螢光皆可以染色動物細胞的溶體，但是對於酵母菌和細菌則不相同。LysoView™ 405 可以專一性染色細菌 (包含革蘭氏陽性 (gram positive) 和陰性 (gram negative)) 的溶體，也可以非專一性地染色到酵母菌。LysoView™ 488 專一性染色革蘭氏陽性菌的溶體，但是無法染色酵母菌和革蘭氏陰性菌。LysoView™ 650 無法染色酵母菌和細菌。唯有LysoView™ 540 和 LysoView™ 633 可以染色酵母菌的溶體，但是無法染色細菌。
此染劑會累積在酸性的環境，因此可以專一性地染色溶體。其中 LysoView™ 540 和 LysoView™ 633 的螢光強度更是和酸鹼值有關，環境越酸螢光越強 (pH 越小)，環境越鹼螢光越弱 (pH 越大)，此特性更是強化兩個染劑的專一性。

    

此圖顯示 LysoView™ 540 和 LysoView™ 633 的螢光強度更是和酸鹼值有關。




7. Lipid droplet (脂肪油滴)：

•  LipidSpot™ (請點我連結)：(有2種螢光)
脂肪油滴功能在於儲存和調節細胞內的 triglycerides 和 cholesterol esters。LipidSpot™ dyes 為中性的脂肪染劑，會累積在脂肪油滴中。此染劑很穩定，可以用來染色活細胞和固定後的細胞，也可於染色後固定和打洞。有別於傳統脂肪油滴染劑 Nile Red，此染劑幾乎不會染到細胞膜和胞器膜，因此背景值很低。
此染劑有兩種螢光 LipidSpot™ 488 和 LipidSpot™ 610，兩者都可以染色動物細胞和革蘭氏陽性菌 (gram-positive bacteria)，都不能染色革蘭氏陰性菌 (gram-negative bacteria)。LipidSpot™ 488 可以染色酵母菌，LipidSpot™ 610 則不行。

8. Other：

•  CTC (5-Cyano-2,3-ditolyl tetrazolium chloride)：
5-Cyano-2,3-ditolyl tetrazolium chloride (CTC) 用來評估細菌的呼吸活性，健康的細菌會透過電子傳遞鏈吸收和還原 CTC，成為非水溶性的紅色螢光分子 (本來是水溶性淡黃色)，呼吸作用越旺盛，則紅色螢光強度越高，因此可以用來評估細菌的健康狀態。
CTC 無法使用於動物細胞，因為此化合物無法穿透動物細胞的細胞膜