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32 人阅读发布时间:2026-07-22 15:38
一、背景与检测原理
葡萄糖转运系统是细胞维持能量代谢和物质代谢平衡的核心枢纽。葡萄糖通过细胞膜上的葡萄糖转运蛋白(GLUT家族)进入胞内,为糖酵解、磷酸戊糖途径及糖原合成等代谢通路提供底物。在糖尿病、胰岛素抵抗、肿瘤代谢重编程以及心血管疾病等研究领域,准确测定细胞或组织对葡萄糖的摄取能力,是评估代谢功能和药物干预效果的关键指标。
传统上,2-脱氧葡萄糖(2-DG)摄取法是应用最广泛的葡萄糖摄取定量方法。2-DG为葡萄糖的类似物,可被葡萄糖转运蛋白识别并摄入胞内,但其在胞内经己糖激酶磷酸化生成2-DG-6-磷酸(2-DG6P)后,由于结构差异无法被进一步代谢,从而在细胞内累积。通过测定累积的2-DG6P含量,即可间接反映葡萄糖的摄取水平。经典方案多采用氚(³H)或碳-14(¹⁴C)标记的2-DG作为示踪物,但放射性同位素方法存在明显局限:试剂成本高昂、需特殊防护和废弃物处理资质、实验通量低且操作繁琐,难以满足现代药物筛选和代谢研究中高频次、高通量的检测需求。
由艾美捷代理AAT Bioquest推出的Screen Quest™荧光法葡萄糖摄取检测试剂盒,货号:AAT-36500,提供了一套灵敏、无放射性的全荧光替代方案。其核心原理如下:细胞经2-DG孵育后,摄取进入胞内的2-DG被磷酸化为2-DG6P并累积;随后裂解细胞释放2-DG6P,利用特定酶偶联反应将其氧化,同时产生还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH);体系中含有的荧光NADPH传感器可特异性识别NADPH,产生与NADPH浓度成正比的荧光信号(激发/发射波长约为540/590 nm)。最终通过荧光酶标仪读取信号,即可定量出细胞的葡萄糖摄取活性。该方法的灵敏度足以检测低至微摩尔级别的2-DG6P,且全程无需放射性同位素操作,既安全又便于自动化。
二、试剂盒组分与规格
本试剂盒提供两种规格,分别适配100次和500次检测(以96孔板计),满足从方法学开发到规模化筛选的不同需求。具体组分如下:
36500(100次规格)
-组分A:2-脱氧葡萄糖(2-DG,10 mM),1管(1 mL)
-组分B:葡萄糖摄取缓冲液,1瓶(10 mL)
-组分C:酸性裂解液,1瓶(2.5 mL)
-组分D:中和缓冲液,1瓶(2.5 mL)
-组分E:酶探针(冻干粉),1瓶
-组分F:检测缓冲液,1瓶(5 mL)
-组分G:NADP,1管
-组分H:5× KRPH缓冲液,1瓶(20 mL)
36501(500次规格)
-组分A:2-脱氧葡萄糖,1瓶(5 mL)
-组分B:葡萄糖摄取缓冲液,1瓶(50 mL)
-组分C:酸性裂解液,1瓶(12.5 mL)
-组分D:中和缓冲液,1瓶(12.5 mL)
-组分E:酶探针(冻干粉),5瓶
-组分F:检测缓冲液,1瓶(25 mL)
-组分G:NADP,5管
-组分H:5× KRPH缓冲液,1瓶(100 mL)
其中,5× KRPH缓冲液(含Krebs-Ringer磷酸盐缓冲液及Hepes)用于细胞孵育和预处理,需稀释至1×工作浓度后使用;酸性裂解液和中和缓冲液配套使用,用于终止细胞反应并释放胞内2-DG6P;NADP作为酶偶联反应的辅因子,与酶探针共同构成NADPH产生体系。各组分均需按说明书要求储存(通常为-20℃或4℃),冻干酶探针在溶解后建议分装保存以避免反复冻融。
三、操作流程与关键注意事项
典型的检测流程包括以下步骤:
1. 细胞准备:将待测细胞接种于96孔或384孔板,培养至适宜密度(通常为80%~90%融合度)。对于贴壁细胞,可直接在培养板上操作;悬浮细胞则需离心后重悬于KRPH缓冲液中。
2. 饥饿处理(可选):为消除培养基中葡萄糖的竞争性干扰,建议用KRPH缓冲液(含0.1% BSA)替换培养基,饥饿0.5~2小时。
3. 2-DG负载:加入2-DG工作液(终浓度一般为1~10 mM),于37℃孵育指定时间(通常15~60分钟)。该步骤中2-DG通过葡萄糖转运蛋白进入胞内并被磷酸化累积。
4. 洗涤与裂解:迅速弃去含2-DG的上清,用预冷KRPH缓冲液洗涤细胞以终止摄取,随后加入酸性裂解液使细胞裂解并释放2-DG6P。
5. 中和与检测:加入中和缓冲液调节pH至中性,再加入含酶探针、NADP和检测缓冲液的工作液,室温孵育后于荧光酶标仪读取信号(激发540 nm/发射590 nm)。
操作要点:① 建议设置背景对照孔(不含细胞或不加2-DG)以扣除本底信号;② 对于胰岛素刺激实验,可在2-DG负载前加入胰岛素(通常10~100 nM)孵育10~30分钟;③ 若待测化合物本身具有荧光干扰,需增设化合物空白孔进行校正;④ 酶反应时间需保持批内一致,通常为30~60分钟以确保反应处于线性范围。
四、适用场景与技术优势
本试剂盒广泛适用于:筛选GLUT转运蛋白的激动剂或抑制剂;评价胰岛素或胰岛素增敏剂对细胞葡萄糖摄取的影响;比较不同细胞系(如L6肌管、3T3-L1脂肪细胞、原代肝细胞)的代谢特征;以及病理状态下(如高糖或炎症因子诱导)的葡萄糖摄取异常研究。
相较于放射性同位素法,其优势集中体现在:无辐射安全风险,普通实验室即可操作;读板模式支持动力学或终点法检测,易于实现高通量;检测灵敏度媲美同位素法,且批间变异可控。与市面上部分基于2-NBDG荧光葡萄糖类似物的方法相比,本试剂盒检测的是累积代谢产物而非瞬时摄取,因此信号更稳定,对短时间摄取差异的分辨力更强。
综上所述,Screen Quest™荧光法葡萄糖摄取检测试剂盒凭借无放射性的安全设计、简洁的裂解-中和-荧光检测流程以及两种通量规格的灵活配置,为代谢研究领域提供了一套稳健、易用且可规模化的葡萄糖摄取定量工具,是糖尿病药物发现和基础代谢机制研究中的得力辅助方法。
文献参考:
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