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碘化丙啶染色(PI Stain)可以对细胞周期与细胞凋亡进行分析,碘化丙啶(Propidium Iodide,PI)是一种可以嵌合到双链DNA和RNA的碱基对中并与之结合的荧光染料,无碱基特异性。碘化丙啶与双链DNA结合后可以产生荧光,并且荧光强度和双链DNA的含量成正比,细胞内的DNA被Propidium Iodide染色后,可以用流式细胞仪对细胞进行DNA含量测定,然后根据DNA含量的分布情况,可以进行细胞周期和细胞凋亡的分析。碘化丙啶染色后假设G0/G1期细胞的荧光强度为1,那么含有双份基因组DNA的G2/M期细胞的荧光强度的理论值为2,正在进行DNA复制的S期细胞的荧光强度为1~2之间;凋亡细胞由于细胞核发生浓缩以及发生DNA片段化(DNA fragmentation)导致部分基因组DNA片断在染色过程中丢失,因此凋亡细胞碘化丙啶染色后呈现明显的弱染,即荧光强度小于1,在流式检测的荧光图上出现所谓的sub-G1峰,即凋亡细胞峰。
细胞凋亡时流式细胞检测可呈现亚二倍体核型的特征,根据光散射的特点,PI染色可以区分细胞凋亡和细胞坏死的细胞峰型,细胞凋亡时出现凋亡细胞皱缩、染色质浓缩、核碎裂,产生凋亡小体,使细胞的前向光散射低于正常;在细胞凋亡的早期细胞对前向角光散射的能力显著降低,对侧向光散射的能力增加或没有变化;在细胞凋亡的晚期前向和侧向光散射的信号均降低;细胞坏死时细胞多表现为细胞肿胀,因此前向光散射高于正常,对侧向光散射高于正常。
Leagene碘化丙啶PI染色液(50μg/ml,含RNase)主要由PI、破膜剂、RNase等组成,经常用于培养的贴壁或悬浮细胞的细胞周期与细胞凋亡检测,亦可用于区分细胞凋亡和细胞坏死,其工作浓度多为20~50μg/ml,推荐用于DNA染色,细胞检测含量范围一般为0.1~1×106之间。该试剂仅用于科研领域,不适用于临床诊断或其他用途。