氧敏感发光探针 Ru(dpp)₃Cl₂（客户已引用）

目录号：KCM13544 | CAS号：36309-88-3

化学名称：三(4,7-二苯基-1,10-菲咯啉)二氯化钌(II)

英文名称：Tris(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)ruthenium(II) dichloride

分子式：C₇₂H₄₈Cl₂N₆Ru | 分子量：1169.17

外观：橙色固体

一、产品概述与工作原理

Ru(dpp)₃Cl₂ 是一种基于钌(II)多吡啶配合物的磷光氧敏感探针，广泛应用于氧的发光检测与定量分析。

其核心工作原理：为动态淬灭：探针在光激发下发出磷光，而分子氧会以扩散控制的方式淬灭该磷光，导致荧光强度和寿命随氧浓度升高而降低。氧浓度越高，磷光信号越弱；缺氧时，磷光信号显著增强。该特性使其成为基于强度或寿命测量的理想氧探针，尤其适用于荧光寿命成像（FLIM） 和光纤氧传感器等应用。

与铂卟啉类氧探针相比，Ru(dpp)₃Cl₂在生物环境中的长期稳定性更具优势，适合需要高灵敏度和可靠性的细胞氧监测实验。

二、储存与稳定性

2.1 粉末形态

未溶解的Ru(dpp)₃Cl₂粉末在固体状态下非常稳定：

1. 2-8°C 避光干燥保存，亦可置于 -20°C 避光干燥长期保存。

2. 特殊要求：建议在惰性气体（氮气或氩气）环境下保存，以增强长期稳定性。

2.2 溶液形态

溶解后的储备液稳定性显著下降，必须严格分装保存并避光。

关键操作要求：

1. 必须使用密封性好且带螺旋盖的低容量冻存管保存，不可使用EP管（密封性不足，易导致溶剂挥发和氧气渗入）。

2. 至少按照 5-10 µL/管 进行分装，避免反复冻融。

3. 配制储备液所用的有机溶剂（特别是DMSO）必须是高质量且无水的，且必须为新开封的溶剂。

三、溶解与配制

3.1溶解度特性

Ru(dpp)₃Cl₂ 不溶于水及标准水性缓冲液（如PBS）。其分子结构中的三个大体积4,7-二苯基-1,10-菲咯啉配体具有高度疏水性（亲脂性），这些非极性苯基基团主导了分子的整体溶解行为，使其更易溶于能够有效溶剂化芳香环的有机溶剂。

3.2 储备液配制

推荐储备液浓度：1-10 mM（以DMSO配制）。

配制步骤：

1. 将Ru(dpp)₃Cl₂粉末从储存环境中取出，室温平衡至少30分钟后再开盖，避免吸潮。

2. 使用新开封的无水DMSO，按所需浓度加入适量溶剂。

3. 轻柔涡旋或吹打混匀，必要时可在37°C水浴中短暂加热助溶。

4. 分装至螺旋盖冻存管中，每管5-10 µL，避光保存于-20°C或-80°C。

四、细胞实验方案

4.1 活细胞缺氧检测（常规荧光/共聚焦显微镜）

实验目的：利用Ru(dpp)₃Cl₂的磷光强度变化定性或半定量评估细胞内氧水平。

材料准备：

①　Ru(dpp)₃Cl₂ 储备液（DMSO，1-10 mM）

②　细胞培养基（如DMEM、RPMI-1640，含血清）

③　预热的PBS（37°C）

④　玻璃底成像皿或黑色透明底96孔板

⑤　缺氧诱导剂（如氯化钴、DMOG）或低氧培养箱

操作步骤：

1. 细胞接种：将细胞接种于玻璃底成像皿或黑色透明底培养板中，培养至所需汇合度（通常60-80%）。

2. 探针加载：将Ru(dpp)₃Cl₂储备液直接稀释到含血清的细胞培养基中，终浓度为 1-10 µM。最佳浓度需根据细胞类型进行预实验优化，以在获得足够信号强度的同时避免细胞毒性。

3. 孵育：将含探针的培养基加入细胞中，在 37°C、5% CO₂ 培养箱中避光孵育 2-4小时。

4. 固定细胞方案：对于已固定的细胞，可采用 10 µM 浓度孵育 30分钟（避光）的简化方案。

5. 洗涤：孵育结束后，轻柔弃去含探针的培养基，用 预热的PBS 洗涤细胞 2次，以去除未内化的探针，降低背景信号。

6. 缺氧诱导（可选）：如需观察缺氧响应，将细胞置于缺氧培养箱（如 1% O₂）中，或加入化学缺氧诱导剂处理所需时间。

7. 荧光成像：使用荧光显微镜或共聚焦显微镜进行检测。激发波长：455 nm，发射波长：613 nm。同一实验组务必使用完全一致的采集参数以保证结果可比性。

图片来源KKL客户文献：(IF:20.3) Artificial multienzyme nanoflower composite hydrogel for efficiently promoting MRSA-infected diabetic wound healing via glucose-activated NO releasing and microenvironment regulation

五、动物实验参考

Ru(dpp)₃Cl₂用于体内实验时，通常不直接注射游离探针，而是负载于纳米颗粒、水凝胶等载体中，再注射到目标部位（如肿瘤内）。

1. 有研究将含 12 µg/mL Ru(dpp)₃Cl₂的纳米探针用于裸鼠成像。

2. 体内实验的剂量设计高度依赖于具体的递送系统和实验模型，无统一通用剂量，需根据载体的生物分布和靶部位富集效率进行专门的预实验来确定。

3. 关键提示：体内实验前应确认探针在生理条件下的稳定性，并设置不含探针的载体对照组。

光谱参数汇总

关键注意事项

1．全程避光：从储备液配制、细胞孵育到成像，整个过程必须严格避光，防止光漂白和光毒性。

2．溶剂质量：DMSO或DMF必须为无水、新开封的高质量溶剂。溶剂吸潮会导致溶解不充分和储备液稳定性下降。

3．分装保存：储备液必须用螺旋盖冻存管分装（5-10 µL/管），严禁使用EP管，避免反复冻融。

4．浓度优化：1-10 µM是细胞实验的可靠起始范围，但最佳浓度需根据具体细胞类型通过预实验确定，以平衡信号强度与细胞毒性。

5．对照设置：建议设置以下对照：

①　未加载探针的细胞（评估细胞自发荧光）

②　常氧条件（21% O₂，作为氧合对照）

③　缺氧条件（如1% O₂或化学诱导剂，作为阳性对照）

6．板型选择：多孔板检测务必使用黑色透明底培养板，减少孔间光信号干扰。

7．仅供科研：本产品仅供科学研究使用，不可用于临床诊断或治疗。

常见问答

Q：我的[Ru(dpp)₃]Cl₂发光信号不稳定。常见原因有哪些？

A：基于[Ru(dpp)₃]Cl₂的氧气测量中信号不稳定可能由多种因素引起

①　光漂白：持续暴露于激发光源可能导致[Ru(dpp)3]Cl2配合物发生不可逆降解，从而引起信号强度持续下降。

②　温度波动：[Ru(dpp)₃]Cl₂的发光寿命和猝灭效率具有温度依赖性。实验过程中温度控制不一致会导致信号漂移。

③　探针浸出：如果[Ru(dpp)₃]Cl₂被固定在基质中，它可能会缓慢浸出到样品溶液中，导致信号随时间减弱。

④　激发光源不稳定：激发灯或激光强度的波动将直接导致测量到的发射信号不稳定。

Q：我观察到氧气猝灭效果低于预期。可能是什么问题？

A:氧气猝灭不足可能由以下原因导致：

①　基质不透气性：如果[Ru(dpp)₃]Cl₂嵌入在固体基质中（例如聚合物薄膜或纳米颗粒），基质材料可能具有较低的透氧性，从而阻碍氧气与钌配合物之间的相互作用。

②　探针聚集：高浓度的[Ru(dpp)₃]Cl₂可能导致自猝灭或聚集，从而改变其光物理性质和对氧气的敏感度。

③　校准错误：校准不准确，特别是零氧测量值（I₀）的偏差，会导致猝灭效率的计算出现错误。

Q：我样本中的其他物质会干扰氧气测量吗？

几种物质可能会干扰基于[Ru(dpp)₃]Cl₂的氧气测量：

①　活性氧（ROS）：过氧化氢（H₂O₂）、超氧自由基和羟基自由基等物质可与探针发生相互作用，可能导致其降解或改变其发光特性。

②　生物硫醇：高浓度的生物硫醇（如谷胱甘肽(GSH)和半胱氨酸(Cys)）可作为猝灭剂或与探针发生反应。

③　其他猝灭分子：某些分子（如特定醌类或金属离子，例如Cu²⁺、Ag⁺）也能通过电子转移或其他机制猝灭钌配合物的发光。 然而，一些研究表明，当探针被封装在离子不可渗透的基质中时，某些金属离子的干扰可以忽略不计.

④　气体干扰物：在气体测量中，据报道二氧化氮（NO₂）和二氧化硫（SO₂）会干扰基于钌的氧传感器。

Q：pH值如何影响我的测量结果？

[Ru(dpp)₃]Cl₂本身的荧光在较宽的pH范围内（例如pH 3至11）通常是稳定的。 然而，极端的pH值可能会影响封装基质或所研究的生物系统的完整性，从而间接影响测量结果。

Q：提高温度对Ru(dpp)₃Cl₂发光预期的影响是什么？

通常情况下，Ru(dpp)₃Cl₂的发光强度和寿命会随着温度升高而降低。这种现象被称为热猝灭。增加的热能为激发态返回基态提供了一条非辐射途径，从而减少了通过发光衰减的分子数量。

Q：为什么我观察到的发光寿命比预期的短得多，即使在低温下也是如此？

荧光寿命显著短于预期，通常是由于样品中存在猝灭剂所致。最常见的猝灭剂是分子氧。至关重要的是，必须通过通入氮气或氩气等惰性气体足够长的时间，彻底除去溶液中的氧气。溶剂中的其他杂质或来自样品基质的猝灭物种也可能导致这种现象。