一 、实验场景:MDA-MB-231细胞线粒体膜电位检测
1. MDA-MB-231细胞(人乳腺癌细胞)是一种转移性人类乳腺癌细胞,广泛应用于癌症研究。该细胞属于上皮细胞,细胞形态大部分为纺锤状,也有部分细胞呈圆形,存在少量悬浮细胞。
图1:正常生长的MDA-MB-231细胞形态
2. 线粒体膜电位(Mitochondrial membrane potential,MMP,ΔΨm)是指在细胞呼吸氧化过程中,线粒体内膜两侧因质子及其他离子浓度的不对称分布而形成的电化学势能。正常的线粒体膜电位对于维持线粒体进行氧化磷酸化、合成ATP至关重要。当线粒体膜电位下降或丧失时,可能与细胞凋亡、自噬、坏死等过程相关,因此它是评估线粒体功能和细胞健康状态的重要指标。通过检测线粒体膜电位的变化,可以了解细胞的能量代谢状况以及可能的病理变化。
3. 实验使用的JC-1是指一种广泛用于检测线粒体膜电位的理想荧光探针。作为亲脂性阳离子化合物之一,JC-1能够选择性地进入线粒体基质中并在不同膜电位条件下表现出不同的荧光特性。
4. 本次实验中,用户利用JC-1染料在MDA-MB-231细胞内进行红绿荧光不同强度表达来检测线粒体膜电位高低,进而判断细胞是否凋亡,为乳腺癌研究提供实验依据。
在实验技术和实验条件合理的范围内,正常生长状态的MDA-MB-231细胞线粒体膜电位高,JC-1形成聚合物,红色荧光表现占主导;凋亡状态的MDA-MB-231细胞线粒体膜电位下降,JC-1以单体形式存在,绿色荧光表现占主导。
图3-6均为MDA-MB-231细胞
本次实验中,用户使用20X和60X物镜进行MDA-MB-231细胞内荧光强度观察,分析线粒体膜电位高低以初步判断细胞活性状态。对比图3和图4,20X物镜下图像整体呈现绿色荧光强于红色荧光,说明线粒体膜电位低,细胞整体处在凋亡状态,图4细胞凋亡更明显;对比图5和图6,60X物镜下图像整体绿色荧光表现更突出,细胞凋亡状态更显著,图5细胞生长状态较图6表现更差。检测不同实验组的MDA-MB-231细胞线粒体膜电位为用户探索乳腺癌治疗提供实验依据。
二 、NCF1000共聚焦显微镜如何助力实验
1. 多通道荧光同时或分时扫描
- NCF1000激光显微镜配置4个荧光型光电倍增管,软件内可实现4通道荧光同时扫描或分时扫描条件,见图6。

三 、实验过程中可能遇见的问题
Q1:在使用60X及以上高倍物镜时,如何快速找到共聚焦图像焦面?
A1:NCF1000激光共聚焦显微镜提供3种Z轴调焦方式,分别为①显微镜主机两侧调焦旋钮可实现低速、中速、快速3档调焦,可先使用中速档进行焦面大致找像,再切换至低速档进行焦面微调;②在电动操纵摇杆上进行Z轴3档速度调焦,调焦思路参考①;③软件内点击“显微镜控制面板”,可自定义设置调焦精度,配合鼠标滚轮调焦或Z轴移动进行精细化焦面寻找。
Q2:在使用60X及以上高倍物镜时,怎么避免线粒体结构拍摄不清晰的问题?
A2:NCF1000激光共聚焦显微镜提供3种Z轴调焦方式,分别为①显微镜主机两侧调焦旋钮可实现低速、中速、快速3档调焦,可先使用中速档进行焦面大致找像,再切换至低速档进行焦面微调;②在电动操纵摇杆上进行Z轴3档速度调焦,调焦思路参考①;③软件内点击“显微镜控制面板” → “平台控制”,可自定义设置调焦精度,配合鼠标滚轮调焦或Z轴移动进行精细化焦面寻找。