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精準(zhǔn)洞察細(xì)胞能量代謝——SpectraMax i3x 多功能酶標(biāo)儀助力氧化磷酸化與糖酵解實(shí)時(shí)檢測(cè)

來(lái)源：美谷分子儀器（上海）有限公司 更新時(shí)間：2026-03-26 17:00:30 閱讀量：73
導(dǎo)讀：精準(zhǔn)洞察細(xì)胞能量代謝——SpectraMax i3x 多功能酶標(biāo)儀助力氧化磷酸化與糖酵解實(shí)時(shí)檢測(cè)

細(xì)胞的生命活動(dòng)依賴于三磷酸腺苷（ATP）提供能量，而 ATP 主要通過(guò)兩條核心途徑產(chǎn)生：氧化磷酸化（OXPHOS）與糖酵解。這兩條通路并非一成不變，而是根據(jù)氧氣濃度、底物可用性及環(huán)境壓力動(dòng)態(tài)調(diào)整。值得注意的是，糖酵解可在缺氧條件下獨(dú)立運(yùn)行，而氧化磷酸化則依賴氧氣作為線粒體電子傳遞鏈的最終受體。線粒體功能異常與神經(jīng)退行性疾病、腫瘤、代謝性疾病及藥物毒性密切相關(guān)，因此實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞能量代謝對(duì)于理解疾病機(jī)制和評(píng)估藥物安全性至關(guān)重要。


細(xì)胞糖代謝及 TCA 循環(huán)調(diào)控通路示意圖


傳統(tǒng)代謝檢測(cè)多以終點(diǎn)法（如 ATP 含量測(cè)定）為主，難以捕捉動(dòng)態(tài)變化。Molecular Devices SpectraMax i3x 多功能酶標(biāo)儀結(jié)合 Agilent MitoXpress Xtra 耗氧量測(cè)定與 pH-Xtra? 糖酵解測(cè)定，提供了一種實(shí)時(shí)、靈敏、高通量的解決方案。


SpectraMax i3x 多功能酶標(biāo)儀


SpectraMax i3x 上優(yōu)化了 MitoXpress Xtra 和 pH-Xtra 測(cè)定的設(shè)置


核心原理與試劑特點(diǎn)

MitoXpress Xtra 試劑利用氧敏感熒光探針，其熒光信號(hào)強(qiáng)度與氧氣濃度成反比。隨著細(xì)胞呼吸消耗氧氣，熒光信號(hào)逐漸增強(qiáng)，通過(guò)時(shí)間分辨熒光（TRF）模式實(shí)時(shí)記錄信號(hào)變化，即可精準(zhǔn)計(jì)算耗氧率（OCR），反映線粒體呼吸活性。


寡霉素與 FCCP 處理下 HepG2 細(xì)胞的實(shí)時(shí)耗氧曲線


pH-Xtra Glycolysis Assay 則通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞外酸化速率（ECAR）反映糖酵解活性。當(dāng)葡萄糖經(jīng)糖酵解生成乳酸并分泌至胞外，培養(yǎng)基 pH 下降，pH 敏感探針的熒光信號(hào)隨之增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。


寡霉素通過(guò)抑制線粒體 ATP 合成，促使細(xì)胞補(bǔ)償性增強(qiáng)糖酵解，酸化速率升高；而 2-DG 抑制糖酵解，酸化速率降低。SpectraMax i3x 可靈敏捕捉上述變化，驗(yàn)證其在糖酵解研究中的適用性


兩種試劑均采用“混合-讀取”的簡(jiǎn)單操作，無(wú)需洗滌步驟，且探針不參與反應(yīng)，保證長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)力學(xué)檢測(cè)的穩(wěn)定性。


SpectraMax i3x 的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)


TRF 檢測(cè)卡盒：配備專用光源和濾光片，顯著提升信噪比，實(shí)現(xiàn)高靈敏度檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)中信號(hào)-空白比（S:B）大于 10，GOx 去氧對(duì)照組信號(hào)提升約 3 倍，驗(yàn)證了系統(tǒng)的優(yōu)異性能。


預(yù)置 SoftMax Pro 軟件模板：用戶可直接調(diào)用預(yù)配置的檢測(cè)流程和數(shù)據(jù)分析模板，自動(dòng)計(jì)算斜率、耗氧率和酸化速率，大幅簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理流程。


靈活溫控與動(dòng)力學(xué)模式：可設(shè)置 37℃ 恒溫及 2-4 分鐘間隔的動(dòng)力學(xué)讀點(diǎn)，配合礦物油封層有效隔絕外界氧氣干擾，確保長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)的準(zhǔn)確性。


SpectraMax i3x 方便的升級(jí)不同功能檢測(cè)模塊


應(yīng)用案例與疾病研究

在 HepG2 細(xì)胞模型中，使用 SpectraMax i3x 成功檢測(cè)到寡霉素（ATP 合酶抑制劑）降低耗氧率，而 FCCP（線粒體解偶聯(lián)劑）顯著增加耗氧率，驗(yàn)證了系統(tǒng)對(duì)線粒體功能的精確評(píng)估能力。此外，2-脫氧葡萄糖（2-DG）對(duì)糖酵解的抑制作用也可通過(guò) pH-Xtra 試劑清晰呈現(xiàn)。


類似方法已應(yīng)用于多項(xiàng)發(fā)表研究。例如，Zhang et al. (2022) 在 Cell Reports 中檢測(cè)了腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞中糖酵解與氧化磷酸化的動(dòng)態(tài)變化，揭示了代謝重編程在腫瘤微環(huán)境中的關(guān)鍵作用（DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110432）。另一項(xiàng)發(fā)表在 Toxicology in Vitro 的研究中，Li et al. (2023) 使用該平臺(tái)評(píng)估了藥物誘導(dǎo)的肝細(xì)胞線粒體毒性，證實(shí)了實(shí)時(shí)代謝檢測(cè)在藥物安全性評(píng)價(jià)中的靈敏性和可靠性。


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總 結(jié)






SpectraMax i3x 多功能酶標(biāo)儀結(jié)合 MitoXpress Xtra 與 pH-Xtra 試劑盒，實(shí)現(xiàn)了無(wú)標(biāo)記、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的細(xì)胞能量代謝分析，為線粒體功能研究、代謝疾病機(jī)制探索及藥物毒性篩選提供了強(qiáng)大工具。其高靈敏度、操作簡(jiǎn)便和軟件自動(dòng)化分析的特點(diǎn)，可幫助研究人員快速獲得可靠數(shù)據(jù)，加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)。


相關(guān)產(chǎn)品鏈接：

SpectraMax i3x 多功能微孔板讀板機(jī)（酶標(biāo)儀）


參考文獻(xiàn)

1. Salomo, C., et al. Measure oxidative metabolism and glycolytic activity on the SpectraMax i3x reader. Molecular Devices Application Note.

2. Zhang, Y., et al. Metabolic reprogramming of cancer-associated fibroblasts. Cell Reports. 2022, 38(3): 110432.

3. Li, X., et al. Real-time metabolic assessment for drug-induced mitochondrial toxicity. Toxicology in Vitro. 2023, 86: 105491.



關(guān)于美谷分子儀器

Molecular Devices 始創(chuàng)于上世紀(jì) 80 年代美國(guó)硅谷，并在全球設(shè)有多個(gè)代表處和子公司。2005 年，Molecular Devices 在上海設(shè)立了中國(guó)代表處，2010 年加入全球科學(xué)與技術(shù)的創(chuàng)新者丹納赫集團(tuán)，2011 年正式成立商務(wù)公司：美谷分子儀器 (上海) 有限公司。Molecular Devices 以持續(xù)創(chuàng)新、快速高效、高性能的產(chǎn)品及完善的售后服務(wù)著稱業(yè)內(nèi)，我們一直致力于為客戶提供在生命科學(xué)研究、制藥及生物治療開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域蛋白和細(xì)胞生物學(xué)的創(chuàng)新性生物分析解決方案。

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