线粒体功能代谢流实验

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-10  

本检测系统阐述了线粒体功能代谢流实验的核心技术体系。文章详细介绍了该领域的关键检测项目、涵盖的生物学范围、主流的研究方法以及必需的仪器设备,旨在为研究人员提供一份全面且实用的技术指南,以深入探究细胞能量代谢的动态调控与功能状态。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

基础耗氧率:细胞在基础状态下的氧气消耗速率,反映线粒体维持基本功能的耗氧水平。

最大耗氧率:在解偶联剂作用下,线粒体电子传递链达到最大容量时的耗氧速率,评估其呼吸储备能力。

ATP合成相关耗氧率:与ATP产生直接耦合的耗氧部分,用于计算细胞的能量生产效率。

质子漏相关耗氧率:不与ATP合成耦合的耗氧部分,反映线粒体质子漏程度和内膜完整性。

备用呼吸容量:最大耗氧率与基础耗氧率的差值,代表细胞应对能量或应激需求的代谢弹性。

糖酵解速率:通过测量细胞外酸化率来评估糖酵解途径的活跃程度。

糖酵解储备能力:在抑制氧化磷酸化后糖酵解速率的最大增加量,反映糖酵解的代偿潜力。

脂肪酸氧化速率:通过耗氧率等参数评估细胞利用脂肪酸作为底物进行β-氧化的能力。

线粒体膜电位:使用荧光探针定量检测线粒体内膜两侧的电化学梯度,是其能量状态的关键指标。

活性氧产生水平:检测线粒体在呼吸过程中产生的超氧化物、过氧化氢等活性氧物种的水平。

检测范围

完整活细胞:在接近生理的条件下,对贴壁或悬浮的活细胞群体进行实时、无创的代谢表型分析。

分离的线粒体:从组织或细胞中分离出的纯化线粒体,用于研究其独立于细胞环境的直接功能。

透化细胞/组织:使用选择性透化剂使细胞膜通透,允许底物和抑制剂直接接触线粒体,用于研究特定代谢通路。

原代细胞:直接从生物体分离的各类细胞,如心肌细胞、肝细胞、神经元等,反映更真实的生理病理代谢状态。

肿瘤细胞系:研究肿瘤细胞特有的有氧糖酵解(瓦博格效应)及线粒体代谢重编程。

干细胞与分化细胞:比较干细胞与其分化后代在能量代谢模式上的根本性转变。

免疫细胞:研究T细胞、巨噬细胞等在不同激活状态下的代谢转换,如从氧化磷酸化向糖酵解的切换。

肌肉与肝脏组织:高能耗组织或代谢核心器官,是研究代谢疾病(如糖尿病、脂肪肝)的重要模型。

神经细胞与脑组织:探究神经退行性疾病中线粒体功能障碍与能量代谢失衡的关系。

微生物与寄生虫:应用于病原体(如结核杆菌、疟原虫)的线粒体研究,以发现新的抗菌或抗寄生虫靶点。

检测方法

海马仪耗氧量测定法:使用 Seahorse XF 分析仪等设备,通过微传感器实时监测培养板微孔中溶解氧和pH的变化。

克拉克氧电极法:经典方法,利用氧电极直接测量密闭反应体系中氧浓度的下降速率来评估耗氧率。

荧光探针法

JC-1染色法:通过荧光颜色变化(红/绿比值)定量检测线粒体膜电位,比值高表示膜电位高。

TMRM/TMRE染色法:可定量荧光探针,其在线粒体内的积累量与膜电位成正比,用于动态监测。

MitoSOX Red染色法:特异性靶向线粒体的超氧化物荧光探针,用于检测线粒体来源的活性氧。

Seahorse XF糖酵解速率测定:通过测量细胞外酸化率来实时计算糖酵解质子外排速率。

底物氧化通量分析:使用放射性或稳定同位素标记的底物(如13C-葡萄糖、3H-棕榈酸),追踪其进入三羧酸循环的代谢流。

ATP产量测定:使用化学发光法或荧光法试剂盒,分别测定细胞内或线粒体悬液中的ATP浓度。

线粒体复合物活性测定

分光光度法测定酶活:利用特定底物和反应,通过分光光度计检测吸光度变化来测定电子传递链各复合物的活性。

检测仪器设备

Seahorse XF 细胞能量代谢分析仪:核心设备,集成微传感器,可对活细胞进行实时、多参数的耗氧率和酸化率同步检测。

克拉克氧电极系统:包含氧电极、反应室、恒温器和记录仪,用于测量溶液或线粒体悬液的耗氧量。

多功能酶标仪:具备温控、振荡和光吸收/荧光/化学发光检测功能,可用于多种终点法或动力学代谢检测。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

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