JC-1 线粒体荧光探针（绿色，红色），荧光染料在科研领域中的优势

2025-09-16

JC-1 线粒体荧光探针（绿色，红色）是一种广泛用于检测线粒体膜电位的理想荧光探针，可以用来检测细胞、组织或纯化的线粒体膜电位。在线粒体膜电位较低时，JC-1 线粒体荧光探针（绿色，红色）不能聚集在线粒体的基质中，此时 JC-1 线粒体荧光探针（绿色，红色）为单体 (monomer)，最大发射波长为 527 nm，可以产生绿色荧光；在线粒体膜电位较高时，JC-1 线粒体荧光探针（绿色，红色）聚集在线粒体的基质中，形成聚合物 (J-aggregates)，最大发射波长为 590 nm，可以产生红色荧光。这样就可以非常方便地通过荧光颜色的转变来检测线粒体膜电位的变化。

线粒体膜电位的下降是细胞凋亡早期的一个标志性事件。通过 JC-1 线粒体荧光探针（绿色，红色）从红色荧光到绿色荧光的转变可以很容易地检测到细胞膜电位的下降，同时也可以用 JC-1 线粒体荧光探针（绿色，红色）从红色荧光到绿色荧光的转变作为细胞凋亡早期的一个检测指标。

1. 膜电位依赖的双色荧光信号，直观反映线粒体功能状态

高膜电位（正常线粒体）：JC-1 在线粒体内因电化学梯度驱动聚集，形成 J - 聚集体，发射红色荧光（激发 / 发射约 585/590 nm），呈现颗粒状红色荧光。

低膜电位（凋亡 / 损伤线粒体）：膜电位去极化时，JC-1 以单体形式存在于胞质中，发射绿色荧光（激发 / 发射约 510/527 nm），呈现弥散绿色荧光。

核心优势：通过红绿荧光的强度比值（Red/Green）量化膜电位变化，避免单色染料因细胞摄取差异导致的误差，结果可直接反映线粒体功能完整性（如凋亡早期的膜电位丧失）。

2. 高特异性靶向线粒体，减少胞质背景干扰

电位驱动定位机制：JC-1 通过跨膜电位差（ΔΨm）特异性积聚于线粒体基质，不依赖膜蛋白或转运体，适用于多种细胞类型（包括线粒体结构异常的细胞）。

亚细胞定位清晰：聚集态 JC-1 定位于线粒体，与胞质荧光分离，共聚焦成像时可直观观察线粒体网络的膜电位异质性（如局部电位丧失的线粒体区域）。

3. 活细胞兼容与动态监测，捕捉瞬时功能变化

实时染色无损伤：无需固定细胞，直接加入培养基孵育 15-30 分钟即可染色，对细胞代谢影响极低，适合长期追踪膜电位动态（如药物处理后数分钟至数小时的电位变化）。

应用场景广泛：可用于贴壁细胞、悬浮细胞及原代细胞，兼容 3D 细胞模型或器官芯片，满足线粒体动态研究（如裂变 / 融合与电位关联）需求。

4. 量化分析高效，兼容流式与荧光成像

流式细胞术精准量化：红绿荧光可分别通过流式细胞仪的 PE 通道（红色）和 FITC 通道（绿色）检测，计算 Red/Green 比值，实现高通量样本的膜电位分析（如药物筛选中筛选线粒体靶向化合物）。

荧光成像多维度分析：通过荧光显微镜可直观观察单个细胞内线粒体的荧光分布，结合图像分析软件（如 ImageJ）量化每个线粒体的红绿荧光强度，适用于机制研究。

5. 多色实验兼容性强，拓展功能关联研究

联合检测方案：可与 Annexin V-FITC（凋亡早期）、PI（坏死）、线粒体标志物（如 Mito-Tracker Red）或自噬探针（如 mRFP-GFP-LC3）联用，同步分析 “线粒体功能 - 细胞凋亡 - 自噬” 的调控网络。

光谱优化减少干扰：红色荧光（590 nm）远离细胞自发荧光（多为 400-500 nm），绿色荧光与常见 FITC 通道兼容，无需额外设备即可实现多色实验。

6. 操作简便与结果稳定，适合重复验证

一步法染色流程：无需洗涤或复杂预处理，直接加入工作液孵育后即可检测，相比 Western blot（检测细胞色素 c）或电生理方法节省 3-4 小时实验时间。

结果重复性高：JC-1 的荧光信号与膜电位呈线性相关，不同批次实验的变异系数（CV）<10%，适合机制研究或药物开发中的重复验证。

?JC-1 凭借 “膜电位敏感的双色荧光” 设计，成为线粒体膜电位检测的金标准工具，尤其适合需要同时实现定性观察（荧光成像）和定量分析（流式检测）的实验场景，在细胞凋亡、代谢疾病、药物毒性评估等研究中具有不可替代的优势。

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