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丹磺酰氯

丹磺酰氯(Dansyl Chloride,DNS-Cl)详解


1. 化学结构与基本信息

  • 化学名称:5-(二甲氨基)萘-1-磺酰氯

  • 分子式:C₁₂H₁₂ClNO₂S

  • 结构式

    ClO2SN(CH3)2

    (萘环的1位为磺酰氯基,5位为二甲氨基)


2. 物理性质

  • 外观:白色至淡黄色结晶性粉末

  • 溶解性

    • 易溶于极性有机溶剂(如DMF、DMSO、乙腈)

    • 微溶于水(需在碱性条件或含胺溶液中溶解)

  • 熔点:约60-65°C

  • 荧光特性

    • 激发波长:约330-350 nm

    • 发射波长:约500-550 nm(强绿色荧光)


3. 化学性质

  • 高反应性:磺酰氯基团(-SO₂Cl)易与氨基(-NH₂)、羟基(-OH)等亲核基团反应。

  • 典型反应

    • 与氨基反应:生成稳定的磺酰胺键(-SO₂-NR₂),用于标记蛋白质或多肽的N端氨基酸。

    • 水解敏感性:水中缓慢水解为磺酸(需干燥保存)。


4. 核心应用

4.1 蛋白质与多肽分析
  • Edman降解

    • 标记多肽的N端氨基,通过逐级切割鉴定氨基酸序列。

    • 步骤

      1. DNS-Cl与N端氨基反应生成丹磺酰化多肽。

      2. 酸水解切除标记的氨基酸。

      3. 通过HPLC或TLC鉴定丹磺酰-氨基酸。

  • 荧光标记

    • 标记蛋白质的游离氨基(如赖氨酸侧链),用于荧光显微镜或SDS-PAGE检测。

4.2 小分子检测
  • 胺类物质分析

    • 标记生物胺(如组胺、多巴胺),通过HPLC-荧光检测定量(灵敏度达pmol级)。

  • 药物代谢研究

    • 标记含氨基代谢物,追踪其在体内的分布与清除。

4.3 材料科学
  • 荧光探针合成

    • 与含氨基的分子(如壳聚糖、纳米颗粒)偶联,制备生物相容性荧光标记材料。


5. 实验操作要点

  • 标记反应条件

    • pH:8-9(碳酸盐缓冲液或三乙胺调节)。

    • 温度:室温或37°C,避光反应1-2小时。

    • 摩尔比:DNS-Cl: 氨基 ≈ 5:1(过量DNS-Cl确保完全反应)。

  • 纯化方法

    • 透析:去除未反应的DNS-Cl(适用于大分子标记)。

    • 柱层析:硅胶柱分离小分子标记产物。


6. 注意事项与安全

  • 毒性

    • 对皮肤、眼睛有刺激性,操作时需戴手套、护目镜,在通风橱中进行。

  • 储存

    • 避光、干燥、-20°C密封保存(易吸潮水解)。

  • 废弃物处理

    • 按有机卤化物废液处理,避免直接排放。


7. 常见问题解答

Q:丹磺酰氯标记后荧光强度低?
A:可能原因:

  • 反应pH过低(需≥8)。

  • 氨基浓度不足(提高DNS-Cl比例)。

  • 光照导致荧光淬灭(全程避光操作)。

Q:如何区分N端标记与内部赖氨酸标记?
A:

  • Edman降解:仅N端氨基被标记并逐级切除。

  • 质谱分析:通过分子量差异确定标记位点。

Q:丹磺酰氯与其他磺酰化试剂的区别?
A:

  • 荧光特性:丹磺酰基具有强荧光,而其他试剂(如Dabsyl-Cl)依赖显色检测。

  • 灵敏度:丹磺酰标记的检测限更低(荧光法 vs. 紫外法)。


8. 替代与衍生试剂

  • Dabsyl-Cl:用于无荧光需求的紫外检测(吸收波长460 nm)。

  • FITC(异硫氰酸荧光素):替代荧光标记,但反应位点为氨基,发射波长不同(520 nm)。

  • 磺基-NHS酯:更稳定的水溶性活化酯,适用于生物共轭。


总结:丹磺酰氯凭借其强荧光与高反应性,成为蛋白质测序和小分子检测的重要工具。精准控制反应条件与纯化步骤,可最大化其应用效能,尤其在微量分析中展现独特优势!

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