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Lexikon der Biologie: Fura-2

Fura-2, ein Fluoreszenzfarbstoff (Fluorochrome), der zum Nachweis freier Ca2+-Ionen (Calcium) verwendet wird. Fura-2-Moleküle bilden mit freien Ca2+-Ionen einen Chelatkomplex (Chelate). Im Gegensatz zu einigen anderen calciumsensitiven Fluoreszenzfarbstoffen reagiert Fura-2 auf eine Erhöhung der Ca2+-Konzentration nicht nur mit einer höheren Fluoreszenzintensität. In Abhängigkeit der Ca2+-Konzentration vergrößert und verschiebt sich bei diesem Farbstoff das Intensitätsmaximum der Fluoreszenzstrahlung (Fluoreszenz), d.h., daß für jede Ca2+-Konzentration eine andere Wellenlänge des Anregungslichts (Anregung) ein Intensitätsmaximum erzeugt ( vgl. Abb. ). Dies ist vor allem deshalb von Vorteil, weil die Intensität des Fluoreszenzlichts selber bereits durch Faktoren wie die Beleuchtungsintensität, die effektive optische Dichte des Materials sowie die Farbstoffkonzentration beeinflußt wird. Wird einer Lösung mit unbekannter Ca2+-Konzentration Fura-2 zugesetzt, und wird diese Lösung anschließend mit Licht unterschiedlicher Wellenlänge bestrahlt, so gibt die Maximumslage des Intensitätsverlaufs in Abhängigkeit von der eingestrahlten Lichtwellenlänge Auskunft über die Ca2+-Konzentration. Fura-2 zeichnet sich im Vergleich zu anderen Fluoreszenzfarbstoffen durch eine bessere Selektivität gegenüber Magnesium- und Schwermetallionen aus. Zur intrazellulären Bestimmung räumlicher Calcium-Verteilungen und deren zeitlicher Entwicklung wird ein Fura-2-Ester in die Zelle eingeschleust. Eine Esterase setzt das Fluoreszenzmolekül, für das die Zellmembran undurchlässig ist, wieder frei. Mittels der Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie kann der Ca2+-Gehalt bis hinab zu einer Konzentration von 10–15 Mol/l bestimmt werden.



Fura-2

Durch Bindung von Ca2+-Ionen an Fura-2 werden dessen Absorptions- und Fluoreszenzeigenschaften verändert. Mit Hilfe von Fura-2 können Ca2+-Konzentrationen von 10 nM bis 1 μM bestimmt werden.

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