FluoVolt染色在活细胞电压成像过程中会诱导光损伤

荧光电压敏感染料（VSD）能够对活细胞膜电位进行无创、高通量的光学测量，但此类测量的分析可靠性在很大程度上取决于染料及相关成像条件是否会扰动被研究系统。在本研究中，我们系统表征了广泛采用的VSD——FluoVolt——在癌细胞系（GIN31胶质母细胞瘤和SK-MEL-30黑色素瘤）及原代人巨噬细胞中的光物理性能和细胞扰动效应。光漂白动力学表现出显著的细胞类型依赖性，其中SK-MEL-30细胞在标准宽场条件下于400秒内出现完全荧光丧失。与未染色对照相比，FluoVolt染色联合激光激发使细胞脱落增加约2.5倍，而双波长激发（488 + 405 nm）使GIN31细胞活力降低约17.5%。关键的是，在未进行任何激光照射之前，仅在染色条件下即检测到形态学变化，即细胞由细长型向类变形虫样表型转变，这表明存在独立于光毒性的基线染料诱导扰动。将染料浓度和负载时间减半可显著减轻这些效应，同时保留可测量的荧光信号。这些发现表明，FluoVolt染色和激发是此前未被表征的系统性测量伪影来源，并为光学膜电位成像中的实验方案设计、对照选择和数据解释提供了切实可行的指导。

荧光电压敏感染料（VSD）能够对活细胞膜电位进行无创、高通量的光学测量，但此类测量的分析可靠性在很大程度上取决于染料及相关成像条件是否会扰动所研究的系统。在本研究中，我们系统表征了广泛采用的VSD——FluoVolt——在癌细胞系（GIN31胶质母细胞瘤和SK-MEL-30黑色素瘤）以及原代人巨噬细胞中的光物理性能及其对细胞的扰动效应。光漂白动力学表现出显著的细胞类型依赖性，其中SK-MEL-30细胞在标准宽场成像条件下于400秒内即出现荧光完全丧失。与未染色对照相比，FluoVolt染色结合激光激发使细胞脱落增加约2.5倍，而双波长激发（488 + 405 nm）使GIN31细胞活力下降约17.5%。关键的是，在仅进行染色而尚未接受任何激光照射的条件下，即检测到形态学变化，即细胞由细长形态向类变形虫样表型转变，这表明存在独立于光毒性的、由染料本身引起的基础性扰动。将染料浓度和负载时间减半可在保留可测荧光信号的同时显著减弱这些效应。这些发现表明，FluoVolt染色与激发是此前未被表征的系统性测量伪影来源，并为光学膜电位成像中的方案设计、对照选择和数据解释提供了切实可行的实践指导。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.08.730801v1?rss=1

🏷️ 膜电位成像 电压敏感染料 FluoVolt 光毒性 活细胞成像 测量伪影