上海
化学性质
- 化学名：N‘-(7-氯-4-喹啉基)-N，N-二乙基-1,4-戊二胺
- 化学式：C18H26ClN3
- 分子量：319.87 g/mol
- 纯度：99%
- 厂商：AbMole
- 外观：通常为白色或类白色结晶性粉末。
- 溶解性：其磷酸盐和硫酸盐形式在水中具有较好的溶解性，而游离碱形式在水中的溶解度较低。易溶于乙醇、氯仿等有机溶剂。
- pKa：氯喹是一个弱碱，具有两个可质子化的氮原子，其pKa值分别约为8.1和10.2。这一特性对其在细胞内的分布和功能至关重要。
- 稳定性：在常温常压下稳定，但应避光、密封保存。
原理机制
氯喹作为一种重要的生物化学工具试剂，其作用机制主要基于其弱碱性和与某些分子的相互作用，核心在于其对溶酶体功能的干扰。
氯喹在生理pH值下不被质子化，可以自由穿过细胞膜和溶酶体膜。一旦进入酸性的溶酶体腔室（pH ~4.5-5.0），它会被质子化并带上正电荷。质子化的氯喹无法再穿过溶酶体膜，从而在溶酶体内大量聚集，这个过程被称为“离子捕获”效应。其直接后果是：1） 中和了溶酶体内的酸性pH，使环境碱化；2） 破坏了溶酶体膜上的质子梯度，而该梯度是溶酶体酶（如组织蛋白酶）激活和发挥功能所必需的。
溶酶体功能的破坏会产生一系列下游效应：首先，它强烈抑制自噬流。自噬体与溶酶体融合后形成的自噬溶酶体无法降解其内容物（如受损的细胞器、蛋白质聚集体等），导致自噬过程在最后一步被阻断。其次，碱化的环境和功能受损的酶会影响溶酶体参与的多种细胞过程，包括受体介导的内吞作用、抗原呈递和蛋白质分泌等。此外，氯喹还可以与DNA和某些血红素分子相互作用，这可能在其抗疟和免疫调节作用中扮演角色。
实验应用
在生物化学和细胞生物学研究中，氯喹的应用非常广泛，主要作为溶酶体抑制剂和自噬抑制剂。
作为自噬抑制剂：这是氯喹最经典和广泛的应用。在研究自噬的实验中，研究人员常常使用氯喹来阻断自噬的晚期阶段。通过将氯喹与自噬诱导剂（如雷帕霉素或营养剥夺）联合使用，可以导致自噬底物（如LC3-II和p62）在细胞内显著积累，从而更容易通过Western Blot或免疫荧光等方法进行检测和量化。这种“自噬流检测”是评估自噬活性的关键实验策略。
研究溶酶体功能与疾病：氯喹被用于模拟溶酶体贮积症或研究溶酶体在各类疾病中的作用。例如，在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）的研究中，利用氯喹破坏溶酶体功能，可以观察其对异常蛋白（如Aβ、α-突触核蛋白）清除的影响。在癌症研究中，氯喹常被用来测试抑制自噬能否增强化疗或放疗的疗效。
免疫学与炎症研究：氯喹可以抑制Toll样受体（TLR）的信号传导，并通过干扰内体/溶酶体的抗原加工过程来影响主要组织相容性复合体（MHC）II类分子介导的抗原呈递。因此，它被广泛应用于研究免疫反应的激活和调控机制，特别是在自身免疫性疾病和炎症模型中。
抗病毒研究：由于其能够提高内体和溶酶体的pH值，氯喹可以干扰某些病毒（如SARS冠状病毒、登革热病毒等）依赖pH的细胞进入和复制过程。在新冠疫情早期，它曾被广泛研究作为潜在的治疗药物，尽管后续临床实验证实其无效且可能存在风险。
注意事项
在使用氯喹进行实验时，需要注意以下几点。首先，工作浓度需要根据细胞类型和实验目的进行优化，通常在细胞实验中使用的浓度范围在10至100微摩尔之间。其次，必须注意其非特异性效应，因为溶酶体功能被广泛抑制会影响众多细胞通路，解释实验结果时需要谨慎。最后，氯喹本身具有一定细胞毒性，长时间或高浓度处理可能导致细胞死亡，这需要在实验设计中予以考虑，并设置合适的对照。
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