2-(2-甲氧基-4-硝基苯)-3-(4-硝基苯)-5-(2,4-二磺基苯)-2H-四氮唑单钠盐

一、基本信息

2-(2-甲氧基-4-硝基苯)-3-(4-硝基苯)-5-(2,4-二磺基苯)-2H-四氮唑单钠盐，英文名为2-(2-methoxy-4-nitrophenyl)-3-(4-nitrophenyl)-5-(2,4-disulfophenyl)-2H-tetrazolium, monosodium salt，其英文别名众多，如5-(2,4-disulfophenyl)-3-(2-methoxy-4-nitrophenyl)-2-(4-nitrophenyl)-2h-tetrazolium inner salt sodium salt (1:1)等。它的CAS号为193149-74-5，分子式是C₂₀H₁₃N₆NaO₁₁S₂，分子量达到600.47 。这种化合物在生物化学和细胞生物学领域具有重要的地位和应用价值。

二、理化性质

1. **外观与形态**：通常呈现为固体粉末状，便于储存和运输。其粉末细腻，颜色会根据其纯度和保存条件略有差异，一般为类白色至淡黄色。

2. **溶解性**：具有良好的水溶性，这一特性使其在水溶液体系的实验中能够方便地溶解和应用。在水中，它能够迅速分散并形成均一的溶液，利于后续的反应和检测。

3. **化学稳定性**：在常规的储存和使用条件下，具有相对较好的稳定性。然而，它对光照、温度和湿度等环境因素较为敏感。光照可能会引发其分子结构的变化，高温和高湿度环境则可能导致其吸潮变质，影响其性能和实验效果。

三、合成方法

其合成过程通常涉及一系列复杂的有机化学反应。首先，需要通过特定的反应路径合成含有不同取代基的四氮唑化合物，然后再引入甲氧基、硝基和磺基等官能团，并最终形成单钠盐。这一过程需要精确控制反应条件，如温度、反应时间、反应物的比例等。常见的反应包括硝化反应、磺化反应、取代反应以及成盐反应等。每一步反应都需要在合适的溶剂和催化剂存在下进行，以确保反应的选择性和产率。例如，在硝化反应中，选择合适的硝化试剂和反应温度，能够准确地将硝基引入到目标苯环位置。

四、在CCK - 8检测中的核心作用

它是CCK-8（Cell Counting Kit-8）细胞增殖与活性检测试剂盒的核心成分。在细胞内，尤其是在线粒体内的脱氢酶作用下，该化合物会发生生物还原反应。具体来说，其结构中的四氮唑环会被还原，生成橙黄色的水溶性甲臜染料。细胞的增殖状态和活性直接影响着脱氢酶的含量和活性，进而影响甲臜的生成量。

在细胞增殖旺盛、活性较高时，细胞内的脱氢酶含量丰富，能够将更多的2-(2-甲氧基-4-硝基苯)-3-(4-硝基苯)-5-(2,4-二磺基苯)-2H-四氮唑单钠盐还原为甲臜，导致反应体系中溶液的颜色加深；反之，当细胞受到毒性物质作用或处于生长抑制状态时，脱氢酶活性降低，甲臜生成量减少，溶液颜色变浅。通过酶标仪测定特定波长（通常为450nm）下甲臜溶液的吸光度，能够准确地量化细胞的活性和数量。

五、广泛的应用领域

1. **药物研发**：在药物筛选阶段，通过CCK-8法使用该化合物检测不同药物对细胞增殖和活性的影响，能够快速评估药物的潜在疗效和毒性。研究人员可以将不同浓度的药物作用于特定细胞系，然后利用CCK-8检测细胞活性变化，从而确定药物的半数抑制浓度（IC50），为进一步的药物研发提供重要依据。

2. **细胞生物学研究**：用于研究细胞的生长特性、细胞周期调控以及细胞凋亡等过程。例如，在研究细胞周期调控机制时，通过CCK-8检测不同周期阶段细胞的活性变化，能够了解细胞周期相关蛋白对细胞增殖的影响。

3. **肿瘤学研究**：在肿瘤药敏试验中，帮助评估肿瘤细胞对不同化疗药物的敏感性。通过检测肿瘤细胞在药物作用后的活性变化，医生和研究人员可以为肿瘤患者选择更有效的治疗方案。同时，也可用于研究肿瘤细胞的增殖机制和抗药性产生的原因。

4. **生物制品质量控制**：在生物制品，如疫苗、抗体等的生产过程中，用于检测细胞的生长状态和活性，确保生物制品的质量和安全性。

六、与其他细胞检测方法的比较优势**

1. **操作简便**：与传统的MTT法相比，CCK-8法使用2-(2-甲氧基-4-硝基苯)-3-(4-硝基苯)-5-(2,4-二磺基苯)-2H-四氮唑单钠盐，无需额外的溶解步骤。MTT法生成的甲臜不溶于水，需要使用有机溶剂（如DMSO）溶解后才能检测，而CCK-8法生成的甲臜是水溶性的，可直接在酶标仪上检测，大大简化了操作流程，减少了实验误差。

2. **灵敏度高**：能够检测到细胞数量的微小变化，对于低细胞密度的样本也能准确检测。其检测灵敏度优于一些其他细胞检测方法，如台盼蓝染色法，台盼蓝染色法主要用于区分死细胞和活细胞，对于活细胞数量的细微变化检测能力有限。

3. **细胞毒性低**：对细胞的毒性较小，在检测过程中不会对细胞的正常生理功能产生明显影响，能够更真实地反映细胞的活性和增殖状态。相比之下，一些其他检测试剂可能会对细胞产生较大的毒性，干扰细胞的正常代谢，导致检测结果不准确。

七、使用注意事项与局限性**

1. **保存条件**：必须保存在干燥、阴凉、避光的环境中，一般建议在-20℃下保存。温度过高或光照时间过长，都可能导致其分解或活性降低，影响检测结果的准确性。

2. **干扰因素**：样品中若存在具有氧化性或还原性的物质，可能会干扰检测结果。例如，某些药物或细胞培养上清中的成分可能会与2-(2-甲氧基-4-硝基苯)-3-(4-硝基苯)-5-(2,4-二磺基苯)-2H-四氮唑单钠盐发生非特异性反应，导致甲臜生成量异常。此时，需要在检测前对样品进行预处理，如更换新鲜培养基、去除可能的干扰物质等。

3. **局限性**：虽然该方法在大多数情况下能够准确检测细胞活性，但对于一些特殊类型的细胞或实验体系，可能存在局限性。例如，对于某些代谢活性极低的细胞，脱氢酶含量较少，可能导致甲臜生成量不足，影响检测的准确性。此外，当细胞处于极端环境或受到某些特殊刺激时，细胞内的代谢途径可能发生改变，也会影响检测结果的可靠性。

八、研究现状与展望**

目前，围绕2-(2-甲氧基-4-硝基苯)-3-(4-硝基苯)-5-(2,4-二磺基苯)-2H-四氮唑单钠盐的研究主要集中在优化其合成工艺，提高产率和纯度，降低生产成本。同时，在应用方面，不断拓展其在新型细胞模型和疾病研究中的应用，如在类器官培养、基因编辑细胞系的活性检测等方面的探索。

未来，随着生物技术的不断发展，有望开发出基于该化合物的更高效、更精准的细胞检测技术和试剂盒。例如，结合微流控技术，实现单细胞水平的细胞活性检测；或者与人工智能算法相结合，实现对大量检测数据的快速分析和解读。此外，进一步研究其在复杂生物体系中的作用机制，也将为其在生物医学领域的更广泛应用提供理论支持。