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3-异丁基-1-甲基黄嘌呤 (IBMX) — 磷酸二酯酶非选择性抑制剂,细胞信号转导与诱导分化研究核心工具

2026-05-11 15:09:25

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一、产品基本信息项目内容产品名称3-异丁基-1-甲基黄嘌呤英文名称3-Isobutyl-1-methylxanthine中文别名IBMX、甲基异丁基黄嘌呤、1-

一、产品基本信息

项目内容
产品名称3-异丁基-1-甲基黄嘌呤
英文名称3-Isobutyl-1-methylxanthine
中文别名IBMX、甲基异丁基黄嘌呤、1-甲基-3-异丁基黄嘌呤、异丁基甲基黄嘌呤
CAS号28822-58-4
分子式C₁₀H₁₄N₄O₂
分子量222.24 g/mol
MDL号MFCD00005584
外观白色至类白色结晶粉末
纯度≥99%(HPLC)
熔点200-201°C
溶解性DMSO: 1 M(需微热助溶);乙醇: 10 mg/mL
储存条件-20°C冷冻保存,避光防潮
用途非选择性磷酸二酯酶(PDE)抑制剂,用于细胞信号转导研究、脂肪细胞分化诱导、卵母细胞减数分裂阻滞、cAMP/cGMP信号通路调控研究

二、产品简介与核心优势

IBMX(3-异丁基-1-甲基黄嘌呤)是一种经典的广谱磷酸二酯酶(PDE)非选择性抑制剂,对PDE3、PDE4和PDE5等多种亚型均有抑制活性。通过抑制PDE的活性,IBMX可有效阻断环磷酸腺苷(cAMP)和环磷酸鸟苷(cGMP)的水解降解,从而显著提高细胞内这两种关键第二信使的浓度。

作为甲基黄嘌呤类化合物的代表,IBMX具有双重作用机制:除抑制PDE活性外,还可作为腺苷受体拮抗剂发挥作用。这种独特的作用模式使其在细胞信号转导机制研究、代谢调控研究以及干细胞/前体细胞诱导分化等领域具有广泛应用。

核心优势

  • 广谱PDE抑制活性:对PDE3、PDE4、PDE5等多种亚型均有抑制作用,全面阻断cAMP/cGMP降解
  • 双重作用机制:兼具PDE抑制剂和腺苷受体拮抗剂双重功能,适用范围广
  • 诱导分化关键试剂:是3T3-L1前体脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞最关键的诱导剂,也是经典成脂诱导鸡尾酒(DEX+IBMX+Insulin)的核心组分
  • 细胞周期调控:在卵母细胞研究中,IBMX可维持前中期卵母细胞生发泡(GV)期阻滞,为显微注射等操作提供充足时间窗口
  • 高纯度、批次稳定:湖南汇百益提供纯度≥99%(HPLC)的高品质产品

三、作用机制

IBMX主要通过两种机制发挥生物学效应:

3.1 磷酸二酯酶(PDE)抑制

PDE是一类负责降解cAMP和cGMP的酶家族,通过调控细胞内cAMP/cGMP浓度在多种信号通路中发挥关键作用:

  • IBMX非选择性抑制多种PDE亚型(PDE3、PDE4、PDE5等),阻止cAMP和cGMP的降解
  • PKA通路激活:细胞内cAMP水平升高→蛋白激酶A(PKA)被激活→调控下游基因表达和细胞功能
  • EPAC通路激活:cAMP亦可激活EPAC(Exchange Protein directly Activated by cAMP)通路
  • 诱导效应:细胞增殖减少、分化增加、细胞凋亡诱导

3.2 腺苷受体拮抗

IBMX还具有腺苷A₁、A₂受体拮抗作用,可阻断腺苷介导的抑制效应,影响神经传递、血管舒张和炎症反应。

3.3 钙离子通道影响

IBMX还可通过cAMP/PKA通路间接影响钙离子内流,调控心脏和神经系统的生理功能。在感觉神经元中,IBMX可诱导储存钙离子的释放。

四、主要应用领域

4.1 3T3-L1前体脂肪细胞诱导分化(核心应用Ⅰ)

IBMX是3T3-L1前体脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞的经典诱导方案中最关键的因子。成脂诱导鸡尾酒配方通常包含:

  • 500-750 μmol/L IBMX
  • 0.25-1 μmol/L 地塞米松
  • 1-10 μg/mL 胰岛素

研究优化正交试验结果表明,各因子对3T3-L1前体脂肪细胞分化的影响程度由大到小排序为:IBMX > 联合诱导时间 > 胰岛素单独作用量 > 地塞米松。方差分析证实IBMX的诱导效应极显著(p<0.001),是影响分化的最关键因素。

标准诱导流程

  1. 第一阶段:3T3-L1细胞汇合后,用500 μmol/L IBMX、0.25-1 μmol/L地塞米松、1-10 μg/mL胰岛素联合诱导72小时
  2. 第二阶段:再用5-10 μg/mL胰岛素单独诱导48小时
  3. 成熟鉴定:油红O染色观察分化后的脂肪细胞

4.2 细胞信号转导研究(核心应用Ⅱ)

IBMX通过提升细胞内cAMP水平,广泛应用于cAMP介导的信号通路研究:

  • cAMP测定:通过抑制PDE维持cAMP水平,便于准确定量
  • PKA活性研究:评估PKA下游靶蛋白的磷酸化状态
  • EPAC通路研究:cAMP依赖的EPAC激活机制研究
  • 药物筛选:评估新化合物的PDE抑制活性

4.3 卵母细胞研究与显微注射

在卵母细胞研究中,IBMX可维持前中期卵母细胞生发泡期(GV)阻滞状态,防止卵母细胞提前成熟。

应用方案

  • 卵母细胞置于含0.2 mM IBMX的CZB培养基中培养20-24小时
  • 在此期间进行dsRNA显微注射等操作
  • 去除IBMX后,卵母细胞恢复减数分裂,可在16-18小时内成熟至MII期

这一应用在RNA干扰和基因敲低研究中极为关键,为研究者提供了充足的操作时间窗。

4.4 胰岛素分泌与糖代谢研究

在胰岛研究中,IBMX通过升高cAMP水平增强葡萄糖刺激的胰岛素分泌,广泛应用于糖尿病和肥胖机制研究。

关键发现

  • IBMX可显著降低肝糖原储存量
  • 通过提高cAMP水平促进胰岛β细胞分泌胰岛素
  • 在高血糖大鼠模型中,IBMX表现出较高的降糖功效

4.5 干细胞分化调控

IBMX通过调控cAMP水平,广泛用于多能干细胞和成体干细胞的定向分化研究

  • 间充质干细胞(MSC):IBMX下调神经限制性沉默因子(NRSF)表达,诱导神经分化
  • 胚胎干细胞:在培养iPSCs和hESCs过程中,IBMX促进细胞存活
  • 脂肪干细胞:成脂分化诱导

4.6 平滑肌舒张机制研究

IBMX作为广谱PDE抑制剂,在逼尿肌(detrusor)平滑肌研究中用于评估cAMP-BK通道信号轴。

研究机制

  • IBMX显著降低逼尿肌自发性和卡巴胆碱诱导的收缩幅度和频率
  • 通过激活大电导钙激活钾通道(BK通道)实现平滑肌舒张

4.7 化学蛋白质组学研究

IBMX已被用于化学蛋白质组学方法捕获PDE相互作用蛋白:

  • 研究人员合成了基于IBMX的广谱PDE捕获树脂
  • 结合质谱分析鉴定了多种PDE亚型
  • 通过竞争性实验实现了对PDE3A的特异性互作研究

五、产品质量标准

湖南汇百益新材料有限公司提供的IBMX产品严格执行以下质量标准:

检测项目质量指标
外观白色至类白色结晶粉末
纯度(HPLC)≥99.0%
熔点200-201°C
溶解性DMSO中1 M(需微热助溶),溶液澄清
干燥失重≤1.0%
分子式C₁₀H₁₄N₄O₂
分子量222.24

湖南汇百益通过优化合成工艺与精制技术,将产物纯度稳定控制在≥99%(HPLC检测),确保PDE抑制活性的一致性。产品批间稳定性良好,适合科研及细胞培养的规模化使用。

储存稳定性

  • 粉末在-20°C避光干燥条件下可稳定保存2年以上
  • DMSO储存液在-20°C避光可保存6个月
  • 对光敏感,储存和工作液均应避光

六、实验方案

6.1 储存液配制

1 M DMSO储存液(推荐浓度):

  • 称取222.2 mg IBMX粉末,加入1 mL DMSO
  • 微热(37°C水浴或加热板)助溶至完全溶解
  • 涡旋混匀,确保完全溶解
  • 分装至无菌EP管中(40-50 μL/管,避免反复冻融)
  • -20°C避光保存

6.2 3T3-L1细胞成脂诱导方案

诱导培养基配制

组分工作浓度储存液浓度稀释倍数
IBMX500 μmol/L1 M in DMSO1:2000
地塞米松1 μmol/L10 mM in DMSO1:10000
胰岛素10 μg/mL1 mg/mL in 0.01M HCl1:100

操作流程

  1. 3T3-L1前体脂肪细胞在生长培养基中培养至完全汇合
  2. 接触抑制后再培养2-3天(形态学致密)
  3. 更换为诱导培养基(含IBMX/地塞米松/胰岛素的DMEM+10% FBS)
  4. 联合诱导72小时
  5. 更换为维持培养基(含10 μg/mL胰岛素的DMEM+10% FBS)
  6. 继续培养48小时
  7. 约90%细胞分化成熟后,进行油红O染色鉴定

6.3 卵母细胞GV期阻滞方案

工作液配制

  • 用CZB培养基稀释1 M IBMX储存液至0.2 mM(1:5000稀释)

操作流程

  1. 将卵母细胞置于含0.2 mM IBMX的CZB培养基中
  2. 37°C培养20-24小时,维持GV期阻滞状态
  3. 在此期间进行dsRNA显微注射等操作
  4. 需要恢复减数分裂时,将卵母细胞转移至不含IBMX的培养基中
  5. 继续培养16-18小时,卵母细胞成熟至MII期

6.4 cAMP信号通路研究应用浓度

应用场景推荐浓度处理时间
3T3-L1成脂诱导500-750 μmol/L72小时
卵母细胞GV期阻滞200 μmol/L20-24小时
胰岛细胞cAMP升高100 μmol/L15-60分钟
平滑肌舒张研究10-100 μmol/L10-30分钟
一般信号转导研究10-500 μmol/L根据优化确定

七、注意事项

溶剂选择

  • DMSO是最佳溶剂(1 M储存液),配制时需微热(37°C)助溶
  • IBMX在DMSO中完全溶解后,可进一步用培养基稀释至工作浓度

细胞毒性

  • IBMX在高浓度(>1 mM)或长时间处理时可产生细胞毒性
  • 建议根据细胞类型和处理时间优化工作浓度
  • 设立溶剂对照组(含相同浓度DMSO的空白处理)以排除溶剂干扰

避光操作

  • IBMX对光敏感,储存和工作液均应避光保存
  • 实验操作应在弱光环境下进行

储存条件

  • 粉末:-20°C冷冻、避光、防潮保存
  • 储存液:分装后-20°C避光保存,避免反复冻融

八、供应商介绍:湖南汇百益新材料有限公司

湖南汇百益新材料有限公司成立于2014年,位于怀化市洪江工业园,拥有50,000平方米生产基地。公司是一家专注于生物基础试剂研发、生产与销售的“国家高新技术企业”“湖南省专精特新企业”,拥有独立研发试验中心和生产基地,并已通过ISO 9001:2015质量管理体系认证。公司严格按照国际标准,不断完善硬件设施与质控流程,构建了全方位覆盖的精控生产体系,核心产品IPTG、DTT等高端生物原材料,质量已达国际先进水平。

公司先后获得“怀化市工程技术研究中心”“湖南师范大学化学生物学功能材料产学研基地”“创新创业大赛湖南省优秀企业”“湖南新材料企业”等一系列荣誉称号。

依托强大的生产平台与技术实力,公司可灵活提供OEM代工服务个性化定制方案,如提纯、精制加工等,以满足客户多元化需求。旗下品牌“汇百试剂”,通过提供性能稳定可靠、品质媲美进口、成本更具优势的国产试剂,为生物医药、体外诊断、生物工程及科研机构等领域的客户提供基础材料解决方案,以实现关键生物基础试剂国产化替代与关键试剂本土化供应,切实解决中国生物试剂的供应瓶颈问题,并持续助力科研突破与产业创新升级。

公司研发、生产、销售各种高纯生化试剂,包括:

  • 糖苷系列:IPTG、ONPG、PNPG、DTT、x-gal、x-gluc等
  • 生物缓冲剂:Tricine、HEPES、MOPS、CAPS、TAPS、MES、BES等
  • 表面活性剂与去污剂:SDS、SURFACTIN、EMPIGEN BB、CHAPS、SB-8至SB-18系列等
  • 检测试剂:泛影酸钠、PCA钙、G-418硫酸盐、DTE、TCEP-HCl、PMSF、PNPP、ABTS、TMB、TMB-PS、鲁米诺、异鲁米诺、ABEI、MU-Gal、D-荧光素钾盐等
  • 高纯生化试剂:DEPC、异硫氰酸胍、PMSF、MTT、BSA、WST-8等

湖南汇百益提供的IBMX产品具有以下突出优势:

  • 高纯度:HPLC纯度≥99%,批次稳定性好,PDE抑制活性可靠
  • 现货供应:常备库存,支持快速发货,满足紧急实验需求
  • 规格灵活:提供从毫克级到克级(100 mg、500 mg、1 g、5 g等)的产品
  • 专业包装:采用避光、密封、防潮包装,-20°C冷冻运输保存
  • 技术支持:专业技术团队提供全程使用指导与问题解答
  • 源头工厂:自产自销,具备价格优势和供应稳定性

九、联系我们

如需获取IBMX(CAS 28822-58-4)的产品报价、样品或技术支持,请联系湖南汇百益新材料有限公司:


声明:本产品仅供科研使用,不用于临床诊断或治疗。使用前请仔细阅读产品说明书,并遵守实验室安全操作规范。


作者: 汇百益-百博士
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3-异丁基-1-甲基黄嘌呤 (IBMX) — 磷酸二酯酶非选择性抑制剂,细胞信号转导与诱导分化研究核心工具
一、产品基本信息项目内容产品名称3-异丁基-1-甲基黄嘌呤英文名称3-Isobutyl-1-methylxanthine中文别名IBMX、甲基异丁基黄嘌呤、1-
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