點擊化學EdU法：免抗體標記，1小時完成細胞增殖檢測
2025-06-23 18:12:04
來源/作者：普拉特澤-生物醫學整體課題外包平臺
點擊化學EdU檢測法由普拉特澤生物細胞實驗平臺為大家總結分享。普拉特澤生物為廣大科研人員提供長期穩定的EdU檢測外包實驗服務，本文給大家分享咱們技術長期總結下來的免抗體標記，1小時解鎖細胞增殖精準圖譜。
無需抗體、無需DNA變性、無需過夜孵育——一次點擊化學反應，讓增殖細胞無處遁形。
在細胞增殖研究的歷程中，科學家們長期面臨一個技術困境：如何在精準標記DNA復制活躍細胞的同時，最大程度保留細胞原始狀態？傳統BrdU檢測法雖廣泛應用，但其依賴的抗體識別機制和DNA變性步驟如同一把雙刃劍——在暴露抗原表位的同時，也破壞了細胞的精細結構和生物分子網絡。而EdU（5-Ethynyl-2’-deoxyuridine）檢測法的誕生，憑借點擊化學（Click Chemistry） 這一諾獎技術，徹底重塑了細胞增殖檢測的范式。
1 技術原理解析：
——點擊化學如何實現免抗體檢測
EdU是一種胸腺嘧啶核苷類似物，其分子結構的精妙之處在于：C5位的甲基被乙炔基取代。這一微小卻關鍵的改造，賦予了它革命性的檢測優勢。
DNA摻入機制。
當細胞進入DNA合成期（S期），EdU通過核苷轉運蛋白進入細胞核，替代天然胸苷摻入新合成的DNA鏈中，其摻入效率與胸苷相當，不影響細胞周期進程。
點擊化學反應核心
檢測過程無需抗體介入，而是通過銅離子（Cu?）催化的炔-疊氮環加成反應實現：EdU的乙炔基與熒光標記的疊氮化物（如Alexa Fluor 488疊氮）在30分鐘內形成穩定的三唑環，直接共價連接熒光信號。
化學方程式：
EdU-乙炔基 + 疊氮-熒光染料 → 熒光標記DNA
2.分子尺寸的革命性突破
熒光疊氮化物的分子量僅為BrdU抗體的1/500（~500 Da vs 150 kDa），這一特性徹底解決了大分子抗體難以滲透組織深層的問題，為類器官、組織切片等復雜樣本的均一標記掃清了障礙。
核心優勢：為何EdU成為高效檢測的新標桿
速度躍升：從小時級到分鐘級
傳統BrdU法需經歷DNA變性（酸/熱解）、一抗/二抗孵育（≥90分鐘）、多次洗滌等冗長步驟，總耗時 5 小時至過夜（約 17 小時）。而EdU檢測僅需三步核心操作：
EdU孵育（2-24小時，與細胞周期同步）
固定透化（15分鐘）
點擊反應（30分鐘）
總耗時壓縮至1-2.5小時，效率提升70%以上
樣本完整性：告別DNA變性損傷
BrdU法必需的DNA變性步驟（如4M HCl處理或高溫）導致三大硬傷：
□細胞核皺縮：酸解破壞染色質結構，共聚焦成像模糊
□抗原表位損毀：難以與Ki-67、磷酸化組蛋白等胞內蛋白標記聯用
□組織解離風險：尤其對冰凍切片或腦組織樣本，變性后易碎片化
□EdU法僅需溫和的固定透化處理（4%多聚甲醛 + 0.5% Triton X-100）：
細胞三維形態
膜蛋白抗原表位（如CD分子）
DNA高級結構（如核小體排列）
靈敏度躍升：單細胞水平的精準捕捉
得益于小分子染料的高效擴散與直接化學結合，EdU信號強度達BrdU的3-5倍，尤其擅長檢測：
→低增殖活性細胞：如干細胞靜息群體、神經元前體細胞
→微量增殖信號：藥物處理后的殘余癌細胞、免疫治療后的T細胞克隆擴增
在乳腺癌類器官模型中，EdU+Ki-67雙標揭示的癌細胞抑制率較BrdU提升40%，為藥物療效評估提供了更可靠依據。
標準化操作指南：1小時極速檢測方案（以貼壁細胞為例）
試劑準備
→EdU工作液：10 μM（快速增殖細胞）至50 μM（慢周期細胞），溶于完全培養基
→點擊反應混合液：含熒光疊氮化物（如Alexa Fluor 488）、CuSO?、抗壞血酸鈉（還原劑）
四步操作流程
EdU脈沖標記
將預熱EdU工作液加入細胞培養基（終濃度10 μM）
孵育2小時（高增殖細胞）至24小時（全周期覆蓋）
固定與透化
4%多聚甲醛固定15分鐘（室溫）
關鍵提示：避免醇類固定劑，防止DNA結構改變
0.5% Triton X-100透化20分鐘（超過0.5%或延長至30分鐘將導致信號彌散）
點擊化學反應
加入含熒光疊氮化物的反應液，避光孵育30分鐘
銅毒規避：添加Click添加劑（如BeyoClick?試劑盒中的螯合劑）保護敏感細胞
復染與成像
DAPI染核（5分鐘）
熒光顯微鏡或流式細胞儀檢測
適用樣本擴展：
石蠟切片需延長透化至40分鐘；活體注射劑量為5 mg/kg（小鼠模型）
多場景應用突破：從基礎科研到臨床前研究
復雜模型中的精準解析
3D類器官與組織切片：小分子染料滲透至類器官深層，在冰凍/石蠟切片中實現均一標記
活體動態追蹤：腹腔注射EdU標記小鼠，結合透明化技術（如CLARITY）構建全器官增殖圖譜
多組學關聯研究
免疫表型關聯：流式中EdU與CD4/CD8/PD-1抗體兼容，同步解析T細胞增殖與活化狀態
細胞周期同步分析：配合DAPI核染色，計算S期細胞比例及G1/S/G2-M期分布
熒光蛋白共定位：適用于轉基因熒光蛋白細胞系，活體追蹤增殖干細胞遷移
轉化醫學應用實例
常見問題破解：實驗優化關鍵點
Q1：點擊反應出現高背景噪音？
銅離子濃度與抗氧化控制：優化Cu2?至0.1-1 mM，添加抗壞血酸鈉（100 mM）淬滅自由基。使用Click-iT Plus試劑盒可兼容R-PE等易淬滅染料。
Q2：組織切片透化不足導致信號弱？
梯度透化法：先以0.1% Triton X-100處理10分鐘，檢測信號強度；若不足則升至0.3%，避免超過0.5%導致組織解離。
Q3：能否與BrdU聯用進行雙時間點追蹤？
MoBU-1抗體的特異性應用：
先脈沖EdU（20 μM × 1小時）
再脈沖BrdU（10 μM × 1小時）
點擊化學標記EdU后，用克隆MoBU-1抗體（無EdU交叉反應）檢測BrdU。
Q4：EdU長期孵育是否影響細胞周期？
濃度窗控制：常規濃度（≤10 μM）孵育24小時內無顯著影響。但>50 μM或>48小時可能激活DNA損傷反應（γH2AX通路），建議設置濃度梯度驗證。
未來演進：當點擊化學遇見多組學整合
EdU技術正從“替代BrdU的工具”升級為細胞動力學研究的核心引擎，其邊界持續拓展：
○近紅外活體成像：Alexa Fluor 790疊氮化物（Ex/Em：785/814 nm）穿透深度提升至3 mm，實現腫瘤增殖原位監測
○多核苷酸聯用探針：如F-ara-EdU同步實現增殖標記與細胞周期阻斷，用于化療藥物同步化研究
○空間轉錄組整合：組織切片EdU信號與測序數據疊加，關聯“增殖熱點”與基因表達域（如腫瘤異質性區域）
○AI驅動圖像分析：基于EdU標記的清晰核輪廓訓練深度學習模型，自動識別罕見增殖事件（如轉移灶微克隆）
德國癌癥研究中心團隊通過EdU脈沖追蹤發現：常規BrdU遺漏的靜息態腫瘤干細胞，在藥物壓力下顯露出復蘇跡象——這一發現為腫瘤復發機制提供了全新解釋
要資質有資質
要經驗有經驗
要案例有案例
好，化學EdU檢測法就介紹到這里啦~
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