定義
金屬螯合染料金屬螯合染料是與現代蛋白質組學研究相兼容的、相對較新的蛋白質顯色試劑，其設計專門與常用微量化學表征過程兼容。這些染色不包含影響表征過程的其他試劑如戊二醛、甲醛或Tween一20。發光金屬螯合染料很容易和集成化蛋白質組學平台相結合，包括自動化凝膠染色儀、圖像分析工作站、機器人剪下儀器、蛋白質酶解工作站和質譜儀。最為靈敏的發光染料—SYPRO Ruby比最好的鹼性二氨銀和酸性硝酸銀染色的靈敏度高，且線性範圍寬。
分類
比色金屬螯合染料
金屬螯合染料最早報導的用於凝膠電泳蛋白質檢測的金屬螯合劑為紅菲繞啉二磺酸鹽/亞鐵複合物。報導其靈敏度大約在600ng。由於它較已經實踐套用的考馬斯藍染色沒有明顯優勢，因而沒得到廣泛認可。將放射性59Fe引入紅菲繞啉二磺酸鹽複合物可以檢測到10～25ng蛋白質，但按今天的標準也只是和膠體考馬斯藍的靈敏度接近，放射性環境下工作的危害性和獲準使用放射性同位素所增加的麻煩排除了其廣泛使用的可能性。酞菁四磺酸酮金屬螯合物，可以在進行PAGE膠染色時達到與標準考馬斯藍染色相同的靈敏度。該染料也可用於固定在硝酸纖維素上蛋白質的染色，其檢測限在10～20ng蛋白質。
雖然靈敏度稍低，氨基黑、麗春紅S和考馬斯藍仍是最常用的檢測轉膜蛋白質的方法，因為它們與下游微量化學表征技術兼容。我們的研究小組針對靈敏度問題設計了一系列金屬螯合染料以檢測轉膜蛋白質。在Chung成功地用ferreneS檢測PAGE膠內鐵結合蛋白質的基礎上，我們推測如果外加的亞鐵離子附著在蛋白質上，如果遇到鐵指示劑如ferrene S或鋅鐵，在轉印膜上即可得到全蛋白質顯色圖。我們最佳化了方法，簡化到只要在轉膜蛋白質孵育前混合亞鐵離子和螯合劑即可，但直到發表時我們仍確信與蛋白質的結合主要由金屬離子獨自調節完成。在開發可替代性金屬螯合染料的過程中篩選了大量金屬螯合物後我們才意識到與蛋白質的結合是由金屬螯合物上的磺酸基團所介導的，因此，金屬螯合染料與1978年開發的紅菲繞啉二磺酸鹽/亞鐵染料屬於同一家族。
鋅鐵/亞鐵和焦酚紅/鉬酸鹽染料的靈敏度和氨基黑不相上下，通常可以檢測到20—50ng蛋白質。鋅鐵/亞鐵染色的優點是通過增加溶液pH值可以容易脫色，並且可以很容易地在鋅鐵/亞鐵溶液中孵育來加強信號，此時其檢測限可達到5～10ng蛋白質。金屬螯合染料還和Edman測序、質譜和免疫印漬兼容。
發光金屬螯合染料
金屬螯合染料由於對比色染料的檢測靈敏度不太滿意，我們對發光金屬螯合染料進行了研究。從原理上講，檢測光散射要比檢測光吸收靈敏一些，由於光吸收受有色複合物摩爾消光係數的限制，因此，利用金屬螯合物與特定過渡金屬離子如銪、鋱、釕、錸複合而形成的發光蛋白質染料，與上述比色法相比可以得到更高靈敏度。
紅菲繞啉二磺酸鹽/銪(SYPRO Rose Protein Blot stain，Molecular Probes，Eugene，OR)是一種中等靈敏度的染料。通常可以檢測到由狹縫印漬所得的2～4ng/mm2的蛋白質上樣量。依據常規的電轉印實驗，該數值轉換成膠內上樣為15到30ng。該染料的顯色可以用300rim紫外表面照射而在590nm和615nm發射。在中性或弱鹼性環境中孵育可以洗脫染料。由於與免疫印漬、凝集素印漬、Edman測序和質譜的兼容性，使SYPRO Rose染料成為近乎與麗春紅S染料一樣簡便而優良的常規蛋白質檢測試劑。其缺陷是可以對核酸像蛋白質一樣進行染色，脫色步驟很像傳統考馬斯藍染色，許多雷射凝膠掃瞄器不能用，因為該染料不能被可見光激發。
SYPRO Ruby是一種專利的基於釕的金屬螯合染料，其開發是為了彌補SYPRODRose染料的缺陷。SYPRO Ruby蛋白印漬染料(Molecular Probes，Eugene，OR)可以對硝酸纖維素或PVDF轉膜蛋白質永久染色，在狹縫印漬時其檢測靈敏度為0.25～lng/mmz，常規大約2～8ng的蛋白質可通過電轉印檢測，對照比較實驗證實它具有和膠體金染色一樣的靈敏度(AuroDye，Amersham Pharmacia Biotech，Arlington Heights，IL)。而膠體金染色需要2～4h，SYPRO Ruby染料染色在15 rain內即可完成。SYPRORuby蛋白印漬染色的動態線性範圍大大優於膠體金染色，擴展了約1000倍。該染料可用300nm紫外透射儀激活或利用裝配有450、473、488乃至532nm雷射的成像系統。不像膠體金染色，SYPRO Ruby染料不干擾質譜或免疫檢測過程，又與SYPRO Rose不同，它對核酸不染色。
優勢
SYPRO Rubv 2一DE和IEF染色僅需一步即可獲得PAGE內蛋白質的低背景染色，而且不需要進行長時間脫色步驟。這些染料的線性動態範圍擴展到超過三個數量級之大，在性能上超過了銀染和考馬斯藍染色，對等電點從3.5到9.3範圍的11個蛋白質標準的評估表明SYPRO Ruby IEF凝膠染色的靈敏度比高靈敏銀染要高3～30倍。
缺陷
用銀染效果很差的蛋白質往往用SYPRO Ruby染料很容易檢測到。雖然比SYPRO Orange和Red染料更為靈敏，其最佳染色要稍慢一些，約需4h。與膠體考馬斯藍染料類似，但與銀染不同，SYPRO Ruby染料的染色是終點式(end—point)染色，因此，染色時間不嚴格，可以過夜染色且不會顯色過度。
