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小分子化学探针实用指南:概念纠偏、因果验证与实验选型(含产品导航与表A–D)

引言

(1) 在生命科学实验里,我们经常想回答一个更“因果”的问题:某个蛋白是不是导致了你看到的表型?

       小分子化学探针(chemical probe)的意义就在这里:它不是用来“看见”蛋白,而是用来在细胞中直接干预某个蛋白的功能,从而把“靶点变化”与“表型变化”更可靠地连接起来。
 

(2) 但现实中也很常见另一种情况:

       同一类小分子,有人称为“探针”,有人称为“工具化合物”。实验做完才发现,表型确实变了,却可能来自非特异作用、细胞毒性、读出干扰或靶外效应。结果是:数据看起来很强,结论却更难解释,因果链反而变弱。
 

(3) 因此,本篇文章围绕一个核心目标展开: 

       怎样选择与使用小分子,使结论更接近“靶点因果”,而不是“化合物带来的混合效应”。全文按 5 步展开:
  • 概念与标准:工具化合物与化学探针到底差在哪?什么情况下不该把分子称为“探针”?
  • 实验优势:化学探针如何提供“时间控制”和“剂量控制”,并把因果推断做得更强?
  • 探针从哪里来:HTS、表型筛选、片段法、化学蛋白质组学各自能解决什么问题、又最容易踩哪些坑?
  • 可选资源:如何借助公开的细胞内互作/可配体化资源,更快找到“起点分子”,减少盲试。
  • 可直接使用的清单:“好探针六件套 + 三条关键提醒”,用来做实验前的最后核对。
  • 注:本文所说 chemical probe 特指用于调控靶蛋白功能以支持因果归因的‘化学探针’,不讨论广义的成像/检测探针。
 

Step 1|概念与标准:工具化合物 ≠ 化学探针

1.1 定义与用途边界

 
类型
定义(是什么)
用途(为什么用)
能支持的结论强度
工具化合物(tool compound)
用于干预某个生物过程/通路、帮助探索机制或验证方向的小分子
快速判断“某条机制/通路是否可能相关”、是否值得投入更多验证
更适合“提出假设/方向判断”,不宜直接做“靶点因果归因”
化学探针(chemical probe)
证据链较完整、可用于把表型归因到特定靶蛋白的小分子
建立“靶点—表型”的因果关系,用于机制研究与靶点验证
可用于“靶点归因/因果推断”,但仍需在适用边界内陈述
 
注:本文对“化学探针”的质量要求参考常用的专家评审资源(如 Chemical Probes Portal 与 SGC 的公开建议)。这些更像经验基线/选型指南,用于降低误判,不等同于对所有靶点通用的硬阈值。常见关注点包括:足够强的 potency、可交代的选择性、细胞内 on-target 证据、以及正交探针/匹配阴性对照(详见 Step 1.2 与 Step 5)。
 

1.2 两者差别不在“能不能用”,而在“证据链是否足以做归因”

 
关键维度
工具化合物(tool compound)
化学探针(chemical probe)
Potency(对目标有效性)
可能“对某个靶点有活性”,但数据可能只来自少量实验、不同体系之间不可比,或只证明“能影响表型”而不是“强烈作用于目标”。
需要清楚、可复现的数值(如 IC₅₀/Kd 等)和测定条件,证明它对目标确实足够强,而不是“碰巧有效”。这决定了后续能否在较低浓度下做干净实验。
Selectivity(选择性)
往往缺少系统性信息:可能同时影响同家族多个蛋白,或有已知“常见靶外”。在探索阶段可以接受,但必须承认不确定性。
需要用数据说明它对“最容易被误伤的蛋白”影响较小(尤其同家族/常见靶外/关键安全靶点)。选择性决定“表型能不能主要归因到一个靶点”。
细胞内 on-target 证据(细胞里是否真打到靶)
可能只有“加药→表型变化”。但表型可能来自毒性、应激、膜作用或靶外通路,未必是目标蛋白导致。
需要细胞内证据支持“确实命中目标”:例如 target engagement(占有/结合)数据,或与目标机制一致的标志性读出,并能排除“只是细胞状态被扰乱”。这是“从相关走向因果”的关键一步。
对照配置(如何排除假阳性)
常见情况是只有溶媒对照,或只有“另一个不相关化合物”作对照;这样很难排除“骨架自身效应/理化性质效应”。
通常要求至少有一类强对照:匹配阴性对照(结构相近但对靶点失活/弱化)和/或 正交探针(不同骨架命中同一靶点)。对照的作用是把“靶点效应”和“化合物副作用”分开。
用量与解释(用多大剂量、怎么写结论)
经常出现“需要较高浓度才有效”,但没有把风险讲清楚;高浓度更容易命中更多靶点,解释空间变大。
强调在“已验证的 on-target 浓度窗口”内解释结果:尽量用更低浓度做出同方向证据,并把结论绑定到具体浓度范围与实验条件,降低误判。
适用定位(它适合解决什么问题)
适合“探索/筛选”:判断某条通路是否可能相关、是否值得继续投入;结论表达应更谨慎。
适合“靶点归因/机制研究”:用于支撑“该蛋白导致该表型”的论证;可以写出更强的因果结论,但仍需说明边界条件。
 

1.3 出现这些情况,不建议把分子当“探针”来下因果结论

 
信号(观察到的情况)
最可能的问题(意味着什么)
优先补救(应该做什么)
需要明显高浓度才出现表型
非特异命中增多,或主要效应并非来自目标
下调浓度做梯度;补 target engagement;换更强/更干净分子
没有选择性数据或已知广谱活性
靶外效应难排除
做谱系筛选/关键靶外验证;至少补同家族对比
表型伴随明显细胞毒性/应激
表型可能由毒性或应激通路驱动
加入毒性与应激读出;用更低剂量/更短时间窗口
没有阴性对照,也没有正交探针
难排除“骨架特性/偶然性”
增加匹配阴性对照或第二骨架探针
只用单一表型就直接归因
归因链条过短
加机制相关读出与正交验证
 

Step 2|核心价值:时间控制 + 剂量控制 + 因果推断路径

2.1 化学探针在实验设计中的三类“可控变量”

 
能力(能控制什么)
具体能做什么(操作层面)
适合回答什么问题(典型场景)
为什么会提升解释力(逻辑原因)
提醒
时间控制(快速起效/可逆)
指定时间点加药产生效应;通过洗脱/停药/加入拮抗剂让效应减弱或消失(是否可逆取决于机制与停药方式)
急性过程、快速信号通路、动态反馈;区分“先发生的变化”与“后续继发变化”
把干预限定在明确时间窗,可更好区分直接效应与二级效应(时间顺序更清楚)
不是所有小分子都可逆;细胞内滞留、不可逆抑制、长半衰期会让“关掉”不干净;因此需要用时间梯度验证
剂量控制(连续梯度)
做浓度梯度,得到剂量–反应曲线;比较阈值、饱和、非线性区间;区分部分抑制与完全抑制
需要“强弱分级”的问题:阈值/饱和点、敏感读出筛选、窗口浓度确定;比较不同表型对同一通路的敏感度
连续剂量信息比“有/无”更能约束解释:如果效应随剂量有规律变化,更支持干预相关性
高浓度更容易出现靶外效应与应激;因此“有效”不等于“可归因”,需要在可解释窗口内讨论
因果推断路径(缩小靶外解释空间)
用“同结论多证据”把靶外可能性压缩:同一结论在不同干预方式/不同化学骨架/关键对照下仍成立
机制验证、靶点归因、把表型可靠关联到目标蛋白
当多条独立证据指向同一靶点时,靶外解释空间显著变小,结论更稳
这一步依赖 Step 1 的探针标准与对照配置;如果缺少选择性/细胞内命中证据,仅凭表型无法完成归因
 

Step 3|探针怎么来:HTS / 表型筛选 / FBLD / 化学蛋白质组学

3.1|四条路线:强项、盲区与“下一步要补什么”

 
路线
擅长解决什么
常见盲区/风险
常见“下一步要补什么”
HTS(高通量筛选)
从大库快速找到“能影响读出/能结合/能抑制”的初始命中(hit),速度快、覆盖面广
命中中常混入干扰物/频繁命中(frequent hitters):如胶体聚集体、反应性化合物、读出干扰(荧光/发光/氧化还原循环等),去伪成本高
反干扰与去伪:聚集/读出干扰排查;结构-活性复现;正交测定确认;早期选择性与可用浓度窗口评估
表型筛选(phenotypic screening)
直接对“功能结果”负责,容易发现新机制/新路径,不依赖先验靶点假设
靶点归因(target deconvolution)难;表型可能来自多靶点或网络效应,机制拆解慢,推进到“可解释、可复现”的靶点结论需要额外工作
做靶点识别与因果加固:化学蛋白质组学/热稳态组学等;遗传学互证;正交探针与对照体系完善
FBLD(Fragment-Based Lead Discovery,片段为基础的先导发现)
以小片段探索结合位点:命中常较弱,但配体效率高、可塑性强,利于精细“长大/拼接”优化
需要结构/生物物理/药化迭代能力;命中弱使验证更挑剔(对检测方法、蛋白质量、假阳性控制要求高)
结构/生物物理确认;多方法交叉验证;沿位点进行片段增长与性质控制;逐步补细胞内证据与选择性边界
化学蛋白质组学(chemoproteomics,包括 ABPP 等)
在接近生理环境的体系中识别“化合物与哪些蛋白/位点发生结合或竞争”,用于靶点确认、靶外谱、可配体化位点发现
数据解释复杂;背景结合多;对“竞争实验/对照设计/统计阈值”要求高,否则容易把背景当特异
做竞争与对照:同位点竞争、结构相近阴性对照、剂量依赖、重复与统计控制;再回到功能测定与机制读出闭环
 

Step 4|一个公开资源,帮助更快找到“起点分子”并减少盲试

4.1 它在解决什么问题?

1. 很多人做探针/工具分子会卡在第一步:“我关心的蛋白,到底有没有小分子能结合?从哪类结构起步?”

  • 传统路径往往需要自己做 HTS/片段筛选,成本高、周期长,且命中不确定。

2. 这里的“公开资源”指的是:

  • Offensperger 等人在 Science 2024 建立的 Ligand Discovery 交互式资源。它把大规模活细胞化学蛋白质组学筛到的“片段—蛋白互作谱”做成了可检索的数据与网页工具,并配套了机器学习模型,帮助你更快定位“可能值得继续优化的起点分子/化学骨架”。
  • 它本质上不是“现成可直接用的化学探针库”,而是一个“起点导航器”:告诉你在活细胞体系里,哪些片段更可能与哪些蛋白发生可捕获的互作,从而缩小你下一步做探针优化与验证的搜索空间。
 

4.2 这个公开资源解决什么问题?该怎么用它?

 

你在“找探针起点”时遇到的问题
在资源里怎么做
会得到什么“可用输出”
下一步仍需要回到探针标准(Step 1&5)
有一个感兴趣的蛋白/通路,但不知道从哪类小分子骨架开始
用 Interactions(主入口)按蛋白检索
与该蛋白相关的片段互作信息(用于筛“起点骨架”)
仍需:效力/选择性/细胞内靶点占领 + 阴性对照/正交探针
手上有一组蛋白(同家族/同通路),想看哪些片段“整体更可能命中”
用 Explore protein sets 输入蛋白集合
该蛋白集合与片段互作的覆盖情况(更像“起点机会评估”)
仍需:逐个靶点做可重复验证,排除背景与偏好性
担心某些片段“太 promiscuous(到处粘)”导致背景高
用 Fragment predictor(偏行为预测)
预测该片段更可能“广谱/偏好某类互作特征”
仍需:在你的体系里用对照与剂量窗口验证“可解释性”
我想快速得到“候选互作”的优先级,而不是从零盲筛
用 On-the-fly modeling 做快速建模预测
给你的片段/蛋白集合生成可解释的预测结果(用于排序)
仍需:把预测当“导航”,不要当“结论”;最终靠实验与对照闭环
 
注意:这类公开互作地图解决的是“起点选择”问题:帮缩小要盲试的化学空间;但它不替代化学探针标准——真正能做因果归因,仍需要细胞内 on-target 证据与阴性对照/正交探针来闭环。
 

Step 5|可直接使用的核对表:好探针六件套 + 三条关键提醒

5.1 好探针六件套

 
六件套要点
需要看到什么(最低应交代的信息)
为什么重要(直接影响什么结论)
缺了怎么办(最常用补法)
1. Potency:对目标够强
对目标的活性/结合数据(如 IC₅₀、Kᵢ、K_d 等)+ 可复现的浓度—效应关系;最好说明测试体系与条件
不够强往往会被迫使用高浓度,靶外风险随之上升,后面再多对照也难救
找更强的化合物/同靶点更优探针;或先回到体外测定确认“是否真命中目标”
2. Selectivity:对非目标干扰尽量低
至少在同家族/高风险靶点层面有选择性信息;有条件时提供更广谱筛选信息
选择性决定“表型能否主要归因到目标”,否则更像“多靶点工具”
补同家族面板/关键靶外验证;把结论强度降为“提示相关”而非“靶点归因”
3. 细胞内 on-target 证据:在细胞里确实命中目标
有 target engagement(直接/近端优先)或可靠替代标志物;并说明在你的细胞体系里目标是否可达、表达量/复合体状态是否影响可及性
Portal FAQ 指出:没有 target engagement 时,很难判断“无效/有效”到底是靶点问题还是体系问题,也难确定合理用量窗口。
用更近端的结合/占有测定;或用可靠 PD 标志物建立“占有—表型”关联
4. 匹配阴性对照:结构接近但对目标显著弱/失活
结构相近(尽量只改关键相互作用点)+ 对主靶点显著弱化;并说明它是否仍可能有其他靶外作用
用来排除“骨架/理化性质导致的非特异表型”
若缺乏理想阴性对照,至少用第二个不同骨架探针(见第5条)来增强因果链
5. 正交探针:不同骨架、同一靶点、同方向效应
两个结构明显不同的探针指向同一靶点,并在合理浓度窗口内给出一致结果
Portal FAQ 明确建议:同一靶点最好使用两个结构不同的探针,并配套其失活衍生物;两种骨架不太可能共享同一套靶外谱,因此一致结果更可信。
如果只有一个探针,结论应更克制;优先去 Portal/SGC 等资源找第二个化学类型
6. 暴露—毒性边界:有效不是“把细胞弄坏”换来的
在接近有效浓度处并行做细胞活力/毒性/应激相关读出;并遵循“推荐最高用量/经验上限”
Portal 也提醒:单纯“抑制增殖/诱导死亡”通常不够特异,不能当作选择性成立的证明;同时平台也会给出细胞用量建议上限。
做剂量梯度,找“最低有效且低毒”的窗口;必要时换更干净探针或改变处理时程
 

5.2 三条关键提醒与应对策略

 
三条关键提醒
典型表现(你会看到什么)
常见原因(为什么会这样)
最有效的处理方式
1:结构警报/干扰化合物把“假阳性”当“命中”
同一个化合物在很多不相关体系都“有效”;换检测方式结果消失;表现强烈但不呈合理剂量规律
PAINS/读出干扰、胶体聚集、非特异反应性、氧化还原循环等。
先做反干扰排查(聚集/读出干扰/反应性);到 Chemical Probes Portal 查专家评审与 Unsuitables,避免把“不适合作为探针”的化合物当探针用。
2:细胞毒性伪装成通路效应
表型“越强越好看”,但同时活力下降/应激升高;或只有高浓度才出现效果
高浓度带来的广谱靶外与细胞状态崩坏,表型不再可归因
在有效浓度附近并行做活力/毒性/应激读出;把结论绑定在低毒窗口内;必要时更换探针或缩短处理时间
3:没有对照,只靠一个分子下因果结论
只有“一个探针+溶媒对照”,就直接写“该靶点导致该表型”
任何单一化合物都可能有未知靶外;数据天然不完整。Portal FAQ 解释了为何推荐“正交探针 + 阴性对照”的组合,同时也提醒阴性对照并非万无一失。
优先补“第二个化学类型探针”;同时尽量配匹配阴性对照;若都缺,结论降级为“提示相关/需要进一步验证”而非“已归因”
 

6. 产品导航表|小分子化学探针/化学蛋白质组学:表A–表D怎么选

 
遇到的需求/场景(典型问题)
优先看哪张表
为什么这张表最合适
在这张表里能找到什么
要开始做裂解/样品前处理:蛋白溶不出来、样品不稳定、消化不一致
表A|样品裂解与蛋白组学前处理
先把样品状态做对,后面的 click、富集、上机才有可比性;否则背景与重现性会崩
高纯水、尿素/盐酸胍、SDS;还原/烷基化三件套(DTT/TCEP/IAA);碳酸氢铵缓冲;β-巯基乙醇
做完裂解后要做“还原→烷基化”:担心二硫键重排、巯基背景高
表A|样品裂解与蛋白组学前处理
这是蛋白组学/化学蛋白质组学的基础步骤,直接决定后续标记一致性与肽段质量
DTT/TCEP(还原)、IAA(烷基化封闭)、β-巯基乙醇(维持还原态)
探针带炔/叠氮,要把生物素/荧光“点上去”(CuAAC)
表B|Click 化学(CuAAC)与去铜体系
CuAAC 成败主要由“铜源+还原剂+配体+去铜”是否配套决定;这张表是全套核心件
CuSO₄·5H₂O、CuBr/CuI、抗坏血酸钠、THPTA/TBTA、EDTA-2Na、BCS
点击反应不完全/信号弱:上胶/上机看不到富集
表B|Click 化学(CuAAC)与去铜体系
常见原因集中在 Cu(I) 生成/稳定不足、配体不合适、体系被杂质耗铜;先从催化体系排查最有效
Cu(I) 盐(CuBr/CuI)与 Cu(II)+抗坏血酸体系切换;THPTA ↔ TBTA 配体选择;EDTA/BCS 去铜终止
背景高、蛋白氧化、样品发黄:怀疑铜造成副反应
表B|Click 化学(CuAAC)与去铜体系
需要“更温和的配体 + 充分去铜终止”来压铜相关背景
THPTA(更适合生物体系)、EDTA/BCS(淬灭/去铜)
要把“手柄/连接臂/标签”装到母体分子上:做探针衍生物或中间体
表C|探针衍生化与偶联活化
这是探针化学构建的核心:活化—缩合—引入手柄/连接臂
EDC、NHS、DCC;DIPEA、DMAP;炔丙胺(炔基手柄);三苯基膦(替代/对照连接思路)
需要在有机相做偶联/酰化:反应慢、收率低、需要催化/捕酸
表C|探针衍生化与偶联活化
有机相偶联的关键是“缩合剂+碱+催化剂”组合是否合理
DCC(溶液)、DIPEA(碱)、DMAP(催化)、NHS(活性酯)
在做共价探针/反应性片段:关注 Cys 反应性、想要 warhead 或封闭背景
表D|富集与“探针化”模块
这一张把“共价标记 + 背景控制 + 清除/竞争对照”放在一起,最贴合共价探针/ABPP 类实验
马来酰亚胺、NEM、氯乙酰胺、丙烯酰胺;L-半胱氨酸/NAC/GSH(清除/竞争对照)
需要做 pull-down 富集:上 streptavidin/avidin 体系,或者想要温和洗脱
表D|富集与“探针化”模块
富集标签与洗脱策略决定“能不能拉下、洗不洗得干净、回收好不好”
生物素、NHS-Biotin、D-脱硫生物素(desthiobiotin,利于竞争洗脱)
想做光交联探针(photoaffinity):把瞬时结合固定下来再鉴定
表D|富集与“探针化”模块
光交联模块属于“探针结构模块”,常和富集/点击一起组成完整证据链
二苯甲酮及其衍生物(4-氯/4-甲氧基二苯甲酮)
需要配母液/做细胞处理/准备 LC-MS 流动相:担心溶解度与上机背景
表D|富集与“探针化”模块
溶剂与酸添加剂决定“能用到的浓度窗口”和“质谱背景/离子化表现”
DMSO、DMF、甲醇、乙腈;甲酸/三氟乙酸溶液
 

小结:

(1) 先把样品处理跑顺 → 看 表A
(2) 探针带手柄要做 CuAAC → 看 表B
(3) 要合成/衍生化“探针本体” → 看 表C
(4) 要富集/共价标记/光交联/配溶剂上机 → 看 表D
 

表A|样品裂解与蛋白组学前处理(变性/去污/还原-烷基化/缓冲/用水)

 
分类
Cas编号
阿拉丁货号
名称
规格或纯度
用途与选型要点(小分子探针)
超纯水/体系用水
7732-18-5
细胞生物学级水
用于细胞生物学,无内毒素,无热源,超滤和高压灭菌
细胞/蛋白组学流程用高纯水,可降低内毒素与杂质带来的背景波动;用于配制 click/缓冲/洗涤体系。
蛋白组学/样品裂解|变性剂
57-13-6
尿素
珠
常用蛋白变性/溶解剂,用于裂解与变性以暴露结合位点、提高消化效率;用于蛋白组学前处理时通常需稀释到低浓度以避免抑制酶活并降低 MS 背景。
蛋白组学/样品裂解|强变性剂
50-01-1
盐酸胍
用于蛋白分析, ≥99.5%
强变性/溶解剂:适合难溶蛋白与复合体裂解;用于探针富集/蛋白组学前处理时通常需稀释/置换以兼容消化与 MS。
蛋白组学/样品裂解|去污剂
151-21-3
十二烷基硫酸钠 (SDS)
用于电泳, anionic
强阴离子表活:裂解与溶解膜蛋白/复合体常用;但会显著影响胰蛋白酶消化与 LC-MS,上机前通常需要去除(降低背景、提升重现性)。
蛋白样品处理|还原剂(断二硫键)
3483-12-3
DL-二硫苏糖醇(DTT)
用于电泳, ≥99%
蛋白二硫键还原高频试剂;用于蛋白组学前处理(还原→烷基化)与巯基反应前准备,提升标记与消化一致性。
蛋白样品处理|还原剂(稳定)
51805-45-9
三 2-羰基乙基 磷盐酸盐 盐酸盐(TCEP HCl)
UltraBio™, 适用于电泳, SDS-PAGE tested
稳定水相还原剂:用于二硫键还原,较少引入巯基相关副反应;常用于蛋白组学还原步骤与巯基反应前预处理。
蛋白样品处理|Cys 烷基化封闭
144-48-9
碘乙酰胺
Moligand™, 超纯级, ≥99%(NMR)
蛋白组学经典烷基化试剂:还原后封闭 Cys,防止再氧化/二硫键重排;也用于评估巯基相关背景与标记一致性。
蛋白组学|挥发性缓冲盐
1066-33-7
碳酸氢铵
试剂级
蛋白组学消化常用挥发性缓冲盐(兼容 LC-MS);用于胰蛋白酶消化、脱盐前缓冲体系构建。
巯基化学|还原/维护
60-24-2
β-巯基乙醇
用于细胞培养, 适用于电泳, 分子生物学级, ≥99%
还原性添加剂:用于维持巯基还原态、降低二硫键重排;也可在共价探针/巯基反应后作为清除剂降低残余电亲试剂导致的背景。
 

表B|Click 化学(CuAAC)与去铜体系(铜源/还原剂/配体/终止)

 
分类
Cas编号
阿拉丁货号
名称
规格或纯度
用途与选型要点(小分子探针)
Click 化学|铜源(Cu(II) 前体)
7758-99-8
硫酸铜,五水
用于植物细胞培养, ≥98%
CuAAC 常用 Cu(II) 来源;与抗坏血酸钠配套原位生成 Cu(I) 催化叠氮-炔点击偶联,适合做探针手柄“点标签”。
Click 化学|Cu(I) 直接铜源
7787-70-4
溴化亚铜
PrimorTrace™, ≥99.99% metals basis
CuAAC 常用 Cu(I) 盐;与配体联用可提高 Cu(I) 稳定性与反应效率,适合点击偶联条件筛选。
Click 化学|Cu(I) 直接铜源
7681-65-4
碘化亚铜
无水级, ≥99.995% metals basis
CuAAC 的 Cu(I) 直接来源;常与配体(TBTA/THPTA)联用以提高稳定性与点击效率,适合条件筛选与优化。
Click 化学|还原剂(生成 Cu(I))
134-03-2
抗坏血酸钠
用于细胞培养, ≥99%
CuAAC 常用还原剂:将 Cu(II) 还原为 Cu(I) 形成催化活性;常用于点击反应体系配套与条件优化。
Click 化学|CuAAC 配体(生物体系友好)
760952-88-3
三(3-羟丙基三唑甲基)胺 (THPTA)
≥97%
水相 CuAAC 常用配体:提高点击效率并降低铜介导氧化损伤;常用于裂解液/蛋白样品点击与蛋白质组学相关流程。
Click 化学|CuAAC 配体(经典)
510758-28-8
三[(1-苯甲基-1H-1,2,3-三唑-4-基)甲基]胺(TBTA)
≥95%
经典 CuAAC 配体:提高 Cu(I) 稳定性与反应选择性;常用于点击偶联条件筛选(在水相体系中通常需共溶剂或优化溶解)。
金属螯合/终止|去金属/控背景
6381-92-6
乙二胺四乙酸二钠,二水
用于植物细胞培养, ≥99%
螯合金属离子:用于抑制金属催化副反应、保护样品;在 CuAAC 后可用于“终止/去铜”以降低铜相关氧化与背景。
Click 终止/去铜|Cu(I) 选择性螯合
52698-84-7
浴酮灵二磺酸二钠盐
≥97%
BCS:对 Cu(I) 络合选择性强;用于点击后快速“淬灭/去铜”,降低铜相关氧化与非特异背景。
 

表C|探针衍生化与偶联活化(EDC/NHS/DCC + 碱/催化 + 手柄/替代连接)

 
分类
Cas编号
阿拉丁货号
名称
规格或纯度
用途与选型要点(小分子探针)
偶联活化|水溶性碳二亚胺
25952-53-8
Aladdin™ EDC
分析标准品
羧酸-胺偶联核心试剂:常用于把“手柄/连接臂/标签”接到母体分子或载体上(偏水相体系),是探针衍生化高频工具。
偶联活化|NHS 助剂(制活性酯)
6066-82-6
N-羟基琥珀酰亚胺 (NHS)
≥98%
与 EDC/DCC 配套生成 NHS 活性酯,提高羧酸-胺偶联效率;用于构建可进一步接入手柄/标签的探针中间体。
偶联活化|有机相碳二亚胺
538-75-0
N,N′-二环己基碳二亚胺 溶液
1.0 M in methylene chloride
有机相常用缩合剂:用于酰胺/酯化与连接臂构建;适合探针衍生化的有机合成阶段(配合 NHS/DMAP/碱可提高效率)。
偶联活化|碱(缩合用)
7087-68-5
N-乙基二异丙胺 溶液
适用于多肽合成, ~2 M in 1-methyl-2-pyrrolidinone
常用有机碱(DIPEA):用于 EDC/NHS、DCC 等偶联体系中捕酸、推动酰胺/酯化;适合连接臂/标签衍生化与多肽/探针合成步骤。
偶联活化|酰化催化剂
1122-58-3
4-二甲氨基吡啶
≥99%
常用酰化/酯化催化剂(DMAP):用于提高 DCC/活性酯相关缩合效率,常见于连接臂/标签/探针衍生物合成。
探针手柄|炔基构建块
2450-71-7
炔丙胺
≥98%
最常用“炔基手柄”构建块:用于把炔基引入母体分子(后续可走 CuAAC/SPAAC 等路线接生物素/荧光标签)。
生物正交|Staudinger 膦试剂
603-35-0
三苯基膦
≥99%(GC)
经典膦试剂:可用于叠氮相关的 Staudinger 还原/连接思路(作为点击以外的替代路线/对照化学),也常用于有机合成还原步骤。
 

表D|富集与“探针化”模块(生物素体系 + 共价/巯基化学 + 光交联模块 + 常用溶剂/LC-MS 添加剂)

 

分类
Cas编号
阿拉丁货号
名称
规格或纯度
用途与选型要点(小分子探针)
富集标签|生物素母体
58-85-5
生物素
PharmPure™, USP
亲和富集核心标签:用于链霉亲和素/亲和素体系拉下(pull-down)与富集;也常用于竞争洗脱与体系验证。
富集标签|胺反应生物素化
35013-72-0
Aladdin™ NHS-Biotin
≥99%
生物素-NHS 酯:与胺基(Lys/N 端)快速偶联实现生物素化;用于构建生物素化探针/连接臂或做生物素化对照样品以跑通 pull-down 流程。
富集标签|可逆富集/温和洗脱
533-48-2
D-脱硫生物素
≥95%
Desthiobiotin:与链霉亲和素结合可被生物素竞争更易洗脱;适合需要温和回收、降低不可逆吸附的 pull-down 流程。
巯基位点偶联|马来酰亚胺基团
541-59-3
马来酰亚胺
≥98%
Cys-SH 优先反应连接基团:用于构建“马来酰亚胺-标签/连接臂/探针”实现蛋白/肽巯基位点偶联;常见于定点标记与连接策略。
巯基化学|封闭/控背景
128-53-0
N-乙基顺丁烯二酰亚胺(NEM)
Moligand™, 超纯级, ≥99%
快速封闭游离巯基(Cys-SH),常用于裂解后“封闭/控背景”,减少非特异巯基反应与二硫键交换对探针读出的干扰。
共价化学|Cys 亲电 warhead
79-07-2
氯乙酰胺
≥99%
强亲电 Cys-SH 反应基团:用于共价探针/反应性片段设计与对照;需控制用量与反应时间以降低广谱非特异标记。
共价化学|Michael 受体母体/对照
79-06-1
丙烯酰胺
Moligand™, 用于电泳, ≥99%
Michael 受体 warhead 的结构母体/反应性对照(电泳也常用);实际共价探针通常为“骨架-丙烯酰胺”形式,需控制反应性与选择性,避免广谱非特异标记。
亲核体/清除剂|硫醇(对照/竞争)
52-90-4
L-半胱氨酸
UltraBio™, ≥98.5%(RT)
含巯基亲核体:可用于共价探针/电亲试剂的“清除/竞争”与条件对照,帮助区分特异标记与非特异反应性背景。
亲核体/清除剂|抗氧化/巯基前体
616-91-1
N-乙酰-L-半胱氨酸( NAC)
PharmPure™, USP, 欧洲药典(Ph.Eur), ≥98.5%
常用抗氧化/巯基相关对照试剂:用于降低氧化应激背景、也可作为反应性电亲试剂的清除/对照(常用于共价探针与样品处理边界验证)。
亲核体/清除剂|细胞内还原体系对照
70-18-8
谷胱甘肽(还原型)(GSH)
Moligand™, 用于细胞培养, ≥98%
细胞内主要还原剂:用于评估共价探针/电亲基团在还原环境中的稳定性与“被清除”风险;也可用于竞争/清除实验降低非特异反应背景。
光交联探针模块|二苯甲酮母体
119-61-9
二苯甲酮
适用于合成
经典光亲和(photoaffinity)模块母体;可用于构建光交联探针(UV 触发形成共价捕获),帮助把瞬时互作转化为可鉴定信号。
光交联探针模块|二苯甲酮衍生物
134-85-0
4-氯二苯甲酮
≥99%
二苯甲酮类光交联模块衍生物:用于合成可光交联的探针骨架(UV 触发共价捕获),便于后续富集/鉴定互作蛋白。
光交联探针模块|二苯甲酮衍生物
611-94-9
4-甲氧基二苯甲酮
≥98%(GC)
二苯甲酮类光交联模块衍生物:用于构建 photoaffinity 探针并实现 UV 共价捕获,适合做互作鉴定与靶点归因支持。
溶剂|细胞处理母液/配制
67-68-5
二甲基亚砜(DMSO)
医药级, PharmPure™
探针与小分子母液最常用溶剂;便于做剂量梯度与细胞处理(通常控制终浓度以减少细胞应激/假阳性)。
溶剂|合成/偶联(极性非质子)
68-12-2
N,N-二甲基甲酰胺(DMF)
无水级, ≥99.8%
常用偶联/衍生化溶剂:用于连接臂/手柄安装与有机合成阶段;也常用于配制部分难溶探针中间体。
溶剂|蛋白组学/沉淀洗涤
67-56-1
甲醇
制备色谱级
蛋白沉淀/洗涤、去盐脱脂与 LC-MS 体系常用溶剂;用于降低杂质背景、改善上机稳定性。
溶剂|LC-MS 常用
75-05-8
乙腈(ACN)
用于DNA合成, H2O≤10 ppm
LC-MS/蛋白组学高频溶剂:用于流动相、洗脱与样品处理;低水/低杂质有助于降低背景并提高重现性。
LC-MS 添加剂|酸(样品/流动相)
64-18-6
甲酸(FA)
医药级, PharmPure™, ≥98%
蛋白组学/LC-MS 最常用调酸添加剂(如 0.1%);提高峰形与离子化兼容性,适合上机与脱盐流程。
LC-MS 添加剂|酸(样品/流动相)
76-05-1
三氟乙酸 溶液(TFA)
用于蛋白测序, 25% solution in water
常用于肽段溶解、反相体系调酸与部分分离条件;用于 MS 时需注意 TFA 可能抑制电喷雾离子化,常在上机方法中控制用量或改用甲酸体系。
 
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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

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引用本文

阿拉丁科学.《小分子化学探针实用指南:概念纠偏、因果验证与实验选型(含产品导航与表A–D)》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年1月19日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/a-practical-guide-to-small-molecule-chemical-probes.html
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