基本信息
中文名:D-[U-¹³C₆]-葡萄糖(均匀标记碳-13葡萄糖)
英文名:D-[U-¹³C₆]glucose
化学式:¹³C₆H₁₂O₆
分子量:186.12 g/mol(普通D-葡萄糖为180.16 g/mol)
同位素标记:6个碳原子均为¹³C(¹³C₆)
同位素丰度:≥99 atom% ¹³C
化学与物理性质
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外观:白色结晶性粉末
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溶解性:易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚
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旋光性:右旋(D-构型,α/β异头物混合物)
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稳定性:化学性质与天然葡萄糖相同,但所有碳原子均为稳定同位素¹³C
同位素标记特点
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标记类型:
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U-¹³C₆(Uniformly labeled):所有6个碳原子均被¹³C取代
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高同位素纯度:≥99 atom% ¹³C(普通葡萄糖中¹³C自然丰度仅约1.1%)
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核磁共振(NMR)特性:
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由于所有碳均为¹³C,在¹³C NMR中信号强度显著增强
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适用于代谢流追踪(flux analysis)
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质谱(MS)特性:
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分子离子峰(M+6)比天然葡萄糖(M+0)高6个质量单位
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常用于LC-MS/MS定量分析中的内标
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主要应用
1. 代谢研究
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糖代谢途径示踪(糖酵解、TCA循环、PPP途径)
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代谢通量分析(MFA):研究细胞如何分配碳源
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癌症代谢研究(如瓦氏效应、有氧糖酵解)
2. 核磁共振(NMR)研究
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用于¹³C NMR代谢组学分析
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研究酶动力学及代谢网络
3. 质谱(MS)研究
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作为内标用于葡萄糖定量(如血糖代谢研究)
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稳定同位素标记实验(SILAC)
4. 医学与临床研究
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糖尿病研究(胰岛素敏感性、葡萄糖摄取)
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PET显像剂前体(¹³C可用于合成¹¹C或¹⁸F标记的示踪剂)
5. 植物与微生物研究
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光合作用碳固定途径(C3/C4植物代谢差异)
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微生物发酵代谢工程(优化生物燃料生产)
储存与使用
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储存条件:2–8°C干燥避光保存,避免反复冻融
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溶解建议:无菌水或缓冲液配制,必要时过滤除菌
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稳定性:长期储存稳定,但溶液建议现配现用
安全信息
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安全性:无放射性,常规实验室操作即可
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废弃物处理:按一般化学废弃物处理
总结
D-[U-¹³C₆]-葡萄糖是代谢研究中的关键示踪剂,广泛应用于生物医学、NMR/MS分析及代谢工程。其高同位素纯度(≥99% ¹³C)使其成为精准研究碳代谢网络的理想工具。