硫化氢（H₂S）荧光探针产品专题—WSP-1/WSP-5/AzMC

专题关键词：

Hydrogen sulfide (H2S）硫化氢；H2S Probe 硫化氢探针；Washington State Probe（WSP）；7-Azido-4-methylcoumarin (AzMC、C-7Az); NaHS （H2S donor）；胱硫醚-γ-裂解酶（CSE）；DL-Propargylglycine（PAG）；CAS：1352750-34-5；

背景描述

硫化氢（H2S）是第三大气体介质，另两种是一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO），在哺乳动物的免疫学、神经学、心血管和呼吸系统中发挥显著的生理效应。哺乳动物体内H2S归因于至少三种内源性酶：胱硫醚-β-合成酶（Cystathionine-β-synthase，CBS），细胞胱硫醚-γ-裂解酶（cystathionine γ-lyase，CGL，CSE），3-巯基丙酮酸硫基转移酶（3-mercaptopyruvate sulfurtransferase，3-MST），这些酶在不同的器官和组织内，使用半胱氨酸或半胱氨酸衍生物为底物，并将其转化为H2S。

H2S作为一种高度反应性分子，能够与大量的生物靶标反应，这些反应涉及到H2S的各种生理功能。比如，H2S立即与高铁血红蛋白反应生成硫化血红蛋白，后者可用作H2S的代谢库。H2S是一种强效的还原剂，很可能与内源性氧化剂如过氧亚硝基阴离子，超氧化物和过氧化氢反应。能引起蛋白硫巯基化修饰（-SSH），这是一种重要的蛋白翻译后修饰，提供一种可能机制使得H2S改变细胞内大量的蛋白和酶的功能。尽管如此，内源性H2S的生成以及外源注射H2S对许多疾病都表现出保护效应，为此，了解H2S的化学和特征，以及开发一种有效且方便的方法来检测生物体系内H2S显得十分重要。

系列专题一、硫化氢（H2S）荧光探针（WSP-1/WSP-5）

产品特点

我司（懋康生物）提供一系列新开发的高效且便捷的硫化氢（H2S）荧光探针——Washington State Probe（WSP）（WSP-1, WSP-2, WSP-3, WSP-4, WSP-5），这类探针由M. Xian团队开发并经多方验证非常适合生物样本的H2S检测。这类探针的特点如下：

1）低背景：探针本身荧光背景非常低，这对H2S的高灵敏检测至关重要。这些探针的羟基基团被酯化，因此呈现出弱荧光和弱的量子产量（Φf < 0.1，见下表1）。

2）灵敏度：探针能与H2S快速结合荧光信号显著加强，仅几分钟荧光信号急剧增加且达到稳态（见表2）。在梯度浓度的H2S体系中，最大发射波长下的荧光信号与浓度呈现良好的线性关系。

3）选择性：探针表现出良好的H2S特性行结合，与包括Cys和GSH在内的反应性硫类物质相比（见Fig 1）。

Fig 1. Fluorescence intensity of the probes (10 μM) in the presence of various reactive sulfur species: 1) control; 2) 50 μM NaHS; 3) 200 μM Cys; 4) 200 μM GSH; 5) 200 μM Hcy; 6) 200 μM Na2SO3; 7) 200 μM Na2S2O3; 8) 50 μM NaHS + 200μM Cys; 9) 50 μM NaHS + 200μM GSH. WSP1 (a), WSP2 (b), WSP3 (c), WSP4 (d), and WSP5 (e).

4）稳定性：在细胞内酯酶（esterase E-0887，from rabbit liver）存在的情况下探针表现出良好的稳定性。适合活细胞荧光成像研究（见Fig 2）。

Fig 2. Fluorescence intensity of the probe (10 μM). 1) control, without the esterase; 2) incubate with esterase (0.06 U/mL) at room temperature for 30 min; 3) incubate with 50 μM NaHS for 5 min after 2). WSP1 (a), WSP4 (b), WSP5 (c).

5）适用性：适用于细胞内H2S检测（Fig 3）。

Fig 3. Fluorescence images of H2S in HeLa cells usingWSP4andWSP5. (a-f) Cells on 24-well plate were incubated withWSP4(30 μM) for 30 min, then washed and subjected to different treatments. (a and b) control (no NaHS was added); (c and d) treated with 30 μM NaHS; (e and f) treated with 60 μM NaHS. (g-l) Cells on 24-well plate were incubated withWSP5(50 μM) for 30 min, then washed and subjected to different treatments. (g and h) control (no NaHS was added); (i and j) treated with 50 μM NaHS; (k and l) treated with 100 μM NaHS. (Scale bar: 100 nm)

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见我司（懋康生物）网站查看具体探针的化学特征和使用方法。

系列专题二、硫化氢（H2S）荧光探针（AzMC、C-7Az）

产品特点

我司（懋康生物）提供一种基于香豆素的硫化氢（H2S）荧光探针— —7-Azido-4-methylcoumarin (AzMC、C-7Az)，这款探针由XJ Tang团队开发并经多方验证非常适合生物样本的H2S检测。此探针特点如下：

【文献来源：Chen B, Li W, Lv C, Zhao M, Jin H, Jin H, Du J, Zhang L, Tang X. Fluorescent probe for highly selective and sensitive detection of hydrogen sulfide in living cells and cardiac tissues. Analyst. 2013 Feb 21;138(3):946-51. doi: 10.1039/c2an36113b. PMID: 23243655.】

1）  与硫化氢反应的工作原理

Fig 4. C-7Az（AzMC）与H2S反应的工作原理

2）  低背景和高灵敏度

C-7Az在脱气的PBS缓冲液（10mM，pH 7.4）中无荧光，一旦加入NaHS（H2S供体），C-7Az即可开启荧光反应，最大吸收峰呈现~15nm的红光迁移，在340nm下激发发生显著的荧光增强。如Fig 5所示，加入30μM NaHS（H2S供体）10min后，荧光增加高达36倍；加入30μM NaHS（H2S供体）60min后荧光增强108倍。

Fig 5. Fluorescence response of 100 mM C-7Az to 30μM NaHS. Data were acquired at 25℃ in 10 mM degassed PBS buffer (pH 7.4) with excitation at 340 nm. Emission was collected from 400 to 550 nm at 0, 2, 5, 7, 10, 20, 30, 40, 50, and 60 min after the addition of 30μM NaHS. The image shows C-7Az solutions before and after the addition of NaHS within 1 h upon the excitation from the bottom.

3）  高选择性

与其它阴离子和生物线管的反应硫化物（RSS）、反应氧物质（ROS）和反应氮物质（RNS）相比，C-7Az高选择性结合硫化氢。如Fig 6所示，加入100μM C-7Az，含100μM NaHS的体系内445nm处的相对荧光强度，比其它1mM相关的RSS、ROS、RNS和阴离子体系高31-60倍。

Fig 6. Fluorescence responses of 100 μM C-7Az to biologically relevant RSS, RNS, ROS and other anions. Bars represent the mean fluorescence responses at 0, 1, 4, 7, 10, 20, 30, 40 and 50 min after the addition of 100 mM H2S or 1 mM of all other species. All measurements were done in black 96-well plates. Data were acquired in 10 mM degassed PBS (pH ¼ 7.4) at 37℃ after subtraction of the background of PBS buffer, λEx/Em=340/445 nm (filter: 420 nm, PMT: medium) through top-reading using a Molecular Devices FlexStation III microplate reader.

4）  良好的线性关系

C-7Az在脱气的PBS缓冲液和各种浓度的胎牛血清（0.25-100μM）中与H2S反应，呈现出良好的线性关系（如Fig 7）。

Fig 7. Hydrogen sulfide concentration-dependent fluorescence intensitydetermined using black 96-well plates through top-reading: C-7Az: 100 μM, NaHS: 0.25, 0.5, 1, 5, 10, 25, 50, 100 μM in degassed PBS ( ■) and commercial fetal bovine serum ( ) (37℃, λEx/Em=340/445 nm, filter 420 nm, PMT: medium).

5） 适用于细胞内H2S检测（Fig 8）。

Fig 8. Visualization of exogenous H2S with C-7Az probe in HeLa cells using two-photon laser scanning confocal microscopy images. (a) HeLa cells incubated with 50 mM C-7Az for 30 min at 37℃ followed by PBS washing and 30 min incubation in phenol red free media; (b) the bright-field image of (a); (c) the overlaid image of (a) and (b); (d) HeLa cells incubated with 50 μM C-7Az for 30 min, followed by PBS washing and 30 min incubation of 100 μM NaHS in phenol red free media at 37℃; (e) the bright-field image of (d); (f) the overlaid image of (d) and (e). Images were taken with a Nikon CLSM. All images conditions are identical. Scale bars represent 100μm.

6） 适用于原位观察心肌组织H2S（Fig 9）。

Fig 9. In situ visualization of cardiac tissues with H2S chemoselective probe C-7Az. (a) Tissue image of control rats with PBS working fluid. (b) Tissue image of control rats with C-7Az working fluid. (c) Tissue image of AS rats with C-7Az working fluid. (d) Tissue image of AS rats with exogenous injection of NaHS and C-7Az working fluid. All imaging conditions are identical. Scale bar represents 70 μm.

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注意事项

1）所有产品仅供科研用途，绝不可用作临床或诊治用途。

2）为了您的安全和健康，请穿实验服并戴一次性手套操作。

 — —Written/Edited by V. Shallan【版权归MKBio懋康所有】

上海懋康生物科技有限公司是一家涉足于生命科学和生物技术领域研究的试剂、仪器和实验室消耗品与实验服务工作，主要从事细胞生物学、植物学、分子生物学、免疫学、生物化学、蛋白组学。生物制药与诊断试剂研发生产等领域。 本公司秉承“以人为本，以诚为信、合同守信”的经营理念。坚持"品质保障"的原则为广大客户提供优质产品。