Di 属于长链二烷基碳菁类染料，因其独特的结构使其具有极强亲脂性，可与脂溶性生物结构结合，在一定浓度下，可以对细胞膜进行完全染色。Di 染料被激发后具有很高的淬灭系数和激发态寿命，在细胞与组织定位示踪中起到了极大作用。
常见 Di 染料
常见的 Di 染料包括 DiO、DiI、DiD、DiR，在被激发后形成不同颜色的荧光 (如图 1)。
图 1. DiO、DiI、DiD、DiR 光谱图
■ DiO 染色为例，简要抛出体外实验步骤
a）接种适量数目的细胞，37°C 培养过夜。
b）去除培养基，离心收集细胞，加入 PBS 洗涤 2-3 次，每次 5 分钟。
c）加入对应浓度 DiO 工作液 (5-10 μM)，室温孵育 30 分钟。
d）400 g，4℃ 离心 3-4 分钟，弃去上清。再次加入 PBS 洗涤细胞 2-3 次，以充分去除未进入细胞内的DiO。
f）用无血清培养基或 PBS 重悬细胞后，在荧光显微镜或流式细胞仪下检测。
图 2. 实验流程简图
好了，接下来上实例！
■ DiO
DiO 为绿色荧光染料，激发/发射波长为 483/501 nM，DiO 常被用于正向或逆向示踪各类细胞或组织。(但相较其他三种染料，DiO 染料荧光强度较弱，对于某些固定的组织切片染色效果略差)。
Xin Li 等人研究了 CPCs (心脏祖细胞) 衍生的外泌体 (CPCs-Ex) 是否可以利用 mTOR 信号通路来减少病毒性心肌炎的细胞凋亡。研究人员用 DiO 对 CPCs-Ex 进行标记(Dio 可通过选择性分割被纳入细胞膜)，评估 H9C2 细胞对 CPCs-Ex 的体外摄取，荧光显微镜观察发现 H9C2 细胞的每个细胞质均包含荧光信号 (图 2)，并减少 H9C2 细胞的凋亡，确定了 CPCs-Ex 在 CVB3 感染细胞中的抗凋亡作用。
图 3. H9C2 细胞摄取 DiO 标记的外泌体[1]
■ DiI
DiI 为橙红色荧光染料，激发/发射波长为 551/569 nM，DiI 被用于正向或逆向示踪各类细胞或组织，荧光信号强度高于 DiO，在进入细胞膜时，其荧光信号会被大幅度放大。
如图 4 所示，Dil 染料标记外泌体，然后与目标细胞共培养。使用共聚焦显微镜捕捉 HOS 细胞对 Dil 标记外泌体的摄取，其中被标记的外泌体发出特异性橙红色荧光。
图 4. HOS 和 MG63 细胞摄取红色荧光染料 Dil 标记的 hBMSC-Exos[2]
Dil 染料购自 MCE
■ DiD
DiD 为一种红色荧光染料，激发/发射波长为 646/663 nM，DiD 荧光信号高、不易淬灭、自身荧光干扰低，不仅用于细胞/组织染色，小动物活体成像中是很常用的。
Yuxuan Fu 等人研究出一种药物传输方法来达到抗新冠药物更好的进入靶器官的目的，研究者使用 DiD 标记细胞外小泡 (EV) 病毒蛋白的受体结合域 (EV-RBD) ，并进行小鼠尾静脉注射，通过荧光成像可以看到，信号主要在心脏、肺、肾脏中聚集，并且值得注意的是，在 96 h 时，标记的 EV-RBD 累积的荧光信号仍保留在肺组织中，这证明了该方法的可行性。
图 5. DiD 标记 EV-RBD 在小鼠体内分布情况亡[3]
DiD 染料购自 MCE
■ DiR
DiR 是一种近红外染料，激发/发射波长为 754/778 nm，用于正向或逆向示踪各类细胞或组织，与 DiD 一样，DiR 自身荧光背景较低，也被用在活体成像中。
今天的介绍暂时就到这里了，小伙伴们看完是否有小小收获？
■ 产品汇总
Product Name | λex/λem | Description |
495/667 | DiA 亲脂性 Amino styrene group 探针，具有宽发射光谱 (可用绿色、橙色甚至红色滤光片检测)。常用于神经元膜追踪 (比 DiO 扩散得更快)。 | |
483/501 | DiO 是一种细胞膜绿色荧光探针。在进入细胞膜之前荧光非常弱，仅当进入到细胞膜后才可以被激发出很强的荧光。 | |
646/663 | DiD Perchlorate 是一种远红色荧光亲脂性花青染料。DiD Perchlorate 能快速稳定地与磷脂细胞膜结合，能用于细胞追踪。 | |
549/565 | DiI (DiIC18(3)) 是一种亲脂性膜染料。DiI 在进入细胞膜之前荧光非常弱，仅当进入到细胞膜后才可以被激发出很强的荧光。 |
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参考文献
1. Lei Zhong, Yueshan Li, Shengyong Yang, et al. Small molecules in targeted cancer therapy: advances, challenges, and future perspectives. Signal Transduct Target Ther. 2021 May 31;6(1):201.
2. Xin Li , et al. Exosomes derived from carDiac progenitor cells attenuate CVB3-induced apoptosis via abrogating the proliferation of CVB3 and modulating the mTOR signaling pathways.Cell Death Dis. 2019 Sep 18;10(10):691.
3. Yao Huang , et al. Exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cells promote osteosarcoma development by activating oncogenic autophagy. J Bone Oncol
