5-Aminolevulinic acid-13C2,15N hydrochloride

别名: 5-ALA-13C2,15N hydrochloride; δ-Aminolevulinic acid-13C2,15N hydrochloride; 5-Amino-4-oxopentanoic acid-13C2,15N hydrochloride
目录号: V89265 纯度: ≥98%
5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N(5-ALA-13C2,15N;δ-氨基乙酰丙酸-13C2,15N)是13C和15N标记的5-氨基乙酰丙酸。
5-Aminolevulinic acid-13C2,15N hydrochloride CAS号: 113639-01-3
产品类别: Isotope-Labeled Compounds
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产品描述
5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N(5-ALA-13C2,15N;δ-氨基乙酰丙酸-13C2,15N)是13C和15N标记的5-氨基乙酰丙酸。
5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N盐酸盐(5-ALA-13C2,15N盐酸盐;delta-氨基乙酰丙酸-13C2,15N盐酸盐)是5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)盐酸盐的13C和15N标记类似物。分子式:C3¹3C2H10Cl¹⁵NO3 (C3¹3C2H10Cl1₅NO3),分子量:170.57。纯度:≥98%。它是代谢研究中用于核磁共振(NMR)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)或液相色谱-质谱联用(LC-MS)定量分析的稳定同位素标记内标。
生物活性&实验参考方法
靶点
The labeled compound 5-Aminolevulinic acid-13C2,15N hydrochloride does not target specific receptors as an internal standard. Unlabeled 5-Aminolevulinic acid (5-ALA) is an intermediate in heme biosynthesis in the body and the universal precursor of tetrapyrroles (heme, chlorophyll, cobalamin (vitamin B12), and bilirubin). 5-ALA is a natural amino acid derivative that is converted by ALA dehydratase (ALAD) and downstream enzymes to porphobilinogen, hydroxymethylbilane, uroporphyrinogen III, coproporphyrinogen III, protoporphyrin IX, and finally heme (via ferrochelatase). 5-ALA does not have a classical receptor target.
体外研究 (In Vitro)
用稳定同位素或放射性同位素标记的化合物可以精确追踪和定量代谢通路中的单个原子。稳定同位素通常不会改变分子性质,但可能对代谢动力学产生轻微影响;放射性同位素则可能干扰细胞。标记可以区分内源性和外源性代谢物,减少假阳性结果,有利于代谢通路的定量和重建[2]。在细胞培养或酶促反应中,使用同位素标记可以精确控制浓度和暴露时间,从而更便于研究代谢反应和酶活性。通过稳定同位素分辨代谢组学(SIRM),可以研究细胞代谢网络,识别关键代谢节点和调控机制,并为化合物开发提供靶点。同位素标记化合物可用于竞争性结合实验,以评估化合物与受体的亲和力和结合动力学,从而有助于优化化合物设计。稳定同位素标记还可用作质谱分析中的内标,以提高分析精度和重现性,并减少基质效应干扰[3]。
在体外,未标记的5-氨基乙酰丙酸(5-ALA,0.1-10 mM)用于光动力疗法(PDT)研究。外源性5-ALA可绕过血红素生物合成的限速步骤(血红素对ALAS1/2的反馈抑制),导致荧光卟啉(主要是原卟啉IX,PpIX)在细胞内积累。PpIX是一种光敏剂,在蓝光(400-410 nm)激发下,可产生单线态氧和活性氧(ROS),诱导细胞凋亡和坏死。这构成了5-ALA PDT用于光化性角化病、基底细胞癌和膀胱癌诊断(蓝光膀胱镜检查)的基础。在癌细胞中,5-ALA(0.1-5 mM,4-24小时)可增强PpIX的荧光,从而实现细胞可视化和光敏化。在低浓度(1-100 uM)下,5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)可在线粒体中增强血红素合成和线粒体功能。目前尚无针对5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N盐酸盐的专门体外研究。
体内研究 (In Vivo)
同位素标记可通过质谱(MS)和核磁共振(NMR)等技术,以非侵入性方式追踪化合物及其代谢物在体内的分布、转化和清除,这有利于药物代谢动力学(ADME)的研究。同位素标记可以揭示代谢途径中的特定步骤。在人体或动物模型中,直接使用特定位置带有稳定同位素标记的化合物,也有助于验证药物机制并评估意外副作用,从而提高临床研究的准确性和效率[3]。
在体内,未标记的5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)的临床应用包括:(1) 用于光动力疗法(PDT)治疗日光性角化病(局部应用20% 5-ALA溶液,用417 nm蓝光照射3-4小时);(2) 用于荧光引导下恶性胶质瘤切除术(术前3小时口服5-ALA 20 mg/kg);(3) 用于膀胱癌的光动力诊断(膀胱内灌注5-ALA)。5-ALA还具有作为膳食补充剂(铁吸收促进剂)的潜在应用价值。目前尚无针对5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N盐酸盐的专门体内研究;它被用作5-ALA定量分析的内标。
酶活实验
目前尚无针对 5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N 盐酸盐的特异性受体结合实验方案。血红素生物合成酶活性测定:ALA 脱水酶 (ALAD) 活性测定:将红细胞裂解液或肝匀浆置于 0.1 M Tris-HCl 缓冲液(pH 8.2)中,加入 5-10 mM ALA(未标记)或 5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N 盐酸盐(作为内标),于 37℃ 孵育 60 分钟。加入 10% 三氯乙酸终止反应,离心。向上清液中加入 Ehrlich 试剂(对二甲氨基苯甲醛的冰醋酸溶液),显色 15 分钟,于 555 nm 波长处测定吸光度。生成的胆色素原可与 Ehrlich 试剂反应。使用同位素标记内标对生物样品中的 5-ALA 进行定量分析:制备空白血浆/尿液中未标记的 5-ALA 盐酸盐校准标准品。加入 5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N 盐酸盐(终浓度 10-100 ng/mL)作为内标。用丹磺酰氯或其他试剂衍生化后进行 LC-MS 分析,或直接进行 HILIC-MS/MS 分析。
细胞实验
目前尚无针对 5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N 盐酸盐的专用细胞检测方案。对于 5-ALA 光动力疗法 (PDT) 研究(未标记):将癌细胞(例如 HeLa、SCC、U87 胶质瘤细胞)培养于含 10% FBS 的 DMEM 培养基中。在黑暗条件下用 5-ALA 盐酸盐 (0.1-5 mM) 处理 4-24 小时。用 PBS 洗涤细胞,加入新鲜培养基,并用蓝光(400-410 nm,10-100 J/cm2,LED 阵列)照射。照射后继续培养 24 小时。通过 MTT 法评估细胞活力,通过 Annexin V/PI 双染法评估细胞凋亡,并通过 DCFH-DA 荧光法评估 ROS 生成。对于 PpIX 荧光:用 PBS 洗涤处理过的细胞,使其脱落,然后通过流式细胞仪(激发波长 405 nm,发射波长 630-640 nm)进行分析,或用荧光显微镜(激发波长 400-410 nm,发射波长 >600 nm)成像。对于 5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N 盐酸盐作为内标:在进行 5-ALA 的 LC-MS 分析之前,将其加入细胞裂解液或培养基中。
动物实验
目前尚无针对 5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N 盐酸盐的专用动物实验方案。对于使用同位素标记内标进行液相色谱-质谱 (LC-MS) 定量分析的 5-ALA 药代动力学研究(未标记):向啮齿动物(大鼠或小鼠)口服、静脉注射或腹腔注射 5-ALA 盐酸盐(10-100 mg/kg)。分别于给药前(0 小时)、0.25 小时、0.5 小时、1 小时、1.5 小时、2 小时、3 小时、4 小时、6 小时、8 小时、12 小时和 24 小时采集血样。离心获得血浆。向血浆样品、校准品和质控样品中加入 5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N 盐酸盐(10-100 ng/mL)作为内标。衍生化(丹酰氯或其他合适的试剂)或直接进行亲水相互作用色谱-串联质谱 (HILIC-MS/MS) 分析。采用乙腈/甲醇(3-5倍体积)进行蛋白质沉淀提取。计算药代动力学参数(Cmax、Tmax、AUC、t½、CL、Vd)。对于组织分布研究(脑、肝、肾、光动力疗法模型中的肿瘤):将组织在甲醇/水中匀浆,加入内标,提取,并进行类似分析。对于荧光成像研究,未标记的5-ALA(10-100 mg/kg,口服或静脉注射)可诱导肿瘤中PpIX的积累(峰值出现在3-6小时)。切除肿瘤,切片,并进行PpIX荧光成像(激发波长405 nm,发射波长>600 nm)。
药代性质 (ADME/PK)
目前尚无5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N盐酸盐的具体药代动力学数据。未标记的5-ALA盐酸盐的药代动力学特性如下:吸收:口服后,5-ALA通过肽转运蛋白PEPT1从小肠吸收(人和啮齿动物的达峰时间Tmax为0.5-1小时)。口服生物利用度因剂量和制剂而异(20-60%)。静脉给药后,达峰时间Tmax立即出现。分布:5-ALA的血浆蛋白结合率低(<20%)。分布容积中等(约0.5-1 L/kg)。5-ALA能有限地穿过血脑屏障。代谢:5-ALA不直接代谢;它通过ALA脱水酶(ALAD)转化为胆色素原,最终通过卟啉途径转化为血红素。部分 5-氨基乙酰丙酸 (5-ALA) 通过非酶转氨作用代谢为 4,5-二氧戊酸 (DOVA)。排泄:5-ALA 及其代谢物主要经尿液排泄(24 小时内排出 60-80% 的剂量)。肾清除率:人体为 200-400 mL/min(涉及肾小球滤过和肾小管分泌)。半衰期:人体为 0.5-1 小时,啮齿动物为 0.5-2 小时。
毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK)
目前尚无5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N盐酸盐的专门毒性数据。未标记的5-ALA盐酸盐已获得FDA和EMA批准,用于光动力疗法(PDT)(治疗日光性角化病、基底细胞癌)、荧光引导下恶性胶质瘤切除术(ALA-Gliolan,口服剂量20 mg/kg)以及膀胱癌的光动力诊断。大鼠急性口服LD50:>5000 mg/kg。在治疗剂量(口服20-100 mg/kg)下,不良反应包括短暂性低血压、恶心、呕吐、肝酶升高和光敏性(给药后24-48小时内)。在高剂量(>200 mg/kg)下,可能发生神经毒性(由于卟啉在神经系统中蓄积),表现为神经病变、癫痫发作和低钠血症(由于抗利尿激素分泌异常综合征[SIADH])。禁忌症:急性卟啉症、妊娠、哺乳期。13C2,15N标记形式在研究级剂量下具有相同的毒性特征。5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N盐酸盐仅供研究使用,不得用于人体。
参考文献

[1]. Impact of Deuterium Substitution on the Pharmacokinetics of Pharmaceuticals. Ann Pharmacother. 2019;53(2):211-216.

[2]. Soil and environmental analysis[M]. Marcel Dekker Incorporated, 2000.

[3]. Stable isotope-resolved metabolomics and applications for drug development[J]. Pharmacology & therapeutics, 2012, 133(3): 366-391.

其他信息
5-氨基乙酰丙酸-13C2,15N盐酸盐是一种仅供研究使用的稳定同位素标记化合物,其标记形式未经批准用于诊断或治疗用途(尽管未标记的5-ALA已获得FDA批准)。它尚未作为同位素标记示踪剂在临床试验中进行评估。其主要用途是作为核磁共振(NMR)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)或液相色谱-质谱联用(LC-MS)定量分析的内标,用于:(1) 5-ALA的药代动力学和代谢研究;(2) 血红素生物合成、卟啉代谢和四吡咯途径的代谢组学研究;(3) 血浆、尿液、组织和食品样品中5-ALA的定量分析;(4) 生物分析方法的开发。未标记的5-ALA是血红素生物合成的中间体,也是光动力疗法和荧光引导手术中使用的光敏剂前体。
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
分子式
C313C2H10CL15NO3
分子量
170.57
精确质量
170.038
CAS号
113639-01-3
PubChem CID
168006541
外观&性状
Typically exists as solid at room temperature
tPSA
80.4
氢键供体(HBD)数目
3
氢键受体(HBA)数目
4
可旋转键数目(RBC)
4
重原子数目
10
分子复杂度/Complexity
121
定义原子立体中心数目
0
SMILES
C(C[13C](=O)[13CH2][15NH2])C(=O)O.Cl
InChi Key
ZLHFONARZHCSET-MBIZCHBVSA-N
InChi Code
InChI=1S/C5H9NO3.ClH/c6-3-4(7)1-2-5(8)9;/h1-3,6H2,(H,8,9);1H/i3+1,4+1,6+1;
化学名
5-(15N)azanyl-4-oxo(4,5-13C2)pentanoic acid;hydrochloride
别名
5-ALA-13C2,15N hydrochloride; δ-Aminolevulinic acid-13C2,15N hydrochloride; 5-Amino-4-oxopentanoic acid-13C2,15N hydrochloride
HS Tariff Code
2934.99.9001
存储方式

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

运输条件
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
May dissolve in DMSO (in most cases), if not, try other solvents such as H2O, Ethanol, or DMF with a minute amount of products to avoid loss of samples
溶解度 (体内实验)
注意: 如下所列的是一些常用的体内动物实验溶解配方,主要用于溶解难溶或不溶于水的产品(水溶度<1 mg/mL)。 建议您先取少量样品进行尝试,如该配方可行,再根据实验需求增加样品量。

注射用配方
(IP/IV/IM/SC等)
注射用配方1: DMSO : Tween 80: Saline = 10 : 5 : 85 (如: 100 μL DMSO 50 μL Tween 80 850 μL Saline)
*生理盐水/Saline的制备:将0.9g氯化钠/NaCl溶解在100 mL ddH ₂ O中,得到澄清溶液。
注射用配方 2: DMSO : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL DMSO 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)
注射用配方 3: DMSO : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL DMSO 900 μL Corn oil)
示例: 注射用配方 3 (DMSO : Corn oil = 10 : 90) 为例说明, 如果要配制 1 mL 2.5 mg/mL的工作液, 您可以取 100 μL 25 mg/mL 澄清的 DMSO 储备液,加到 900 μL Corn oil/玉米油中, 混合均匀。
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注射用配方 4: DMSO : 20% SBE-β-CD in Saline = 10 : 90 [如:100 μL DMSO 900 μL (20% SBE-β-CD in Saline)]
*20% SBE-β-CD in Saline的制备(4°C,储存1周):将2g SBE-β-CD (磺丁基-β-环糊精) 溶解于10mL生理盐水中,得到澄清溶液。
注射用配方 5: 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin : Saline = 50 : 50 (如: 500 μL 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (羟丙基环胡精) 500 μL Saline)
注射用配方 6: DMSO : PEG300 : Castor oil : Saline = 5 : 10 : 20 : 65 (如: 50 μL DMSO 100 μL PEG300 200 μL Castor oil 650 μL Saline)
注射用配方 7: Ethanol : Cremophor : Saline = 10: 10 : 80 (如: 100 μL Ethanol 100 μL Cremophor 800 μL Saline)
注射用配方 8: 溶解于Cremophor/Ethanol (50 : 50), 然后用生理盐水稀释。
注射用配方 9: EtOH : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL EtOH 900 μL Corn oil)
注射用配方 10: EtOH : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL EtOH 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)


口服配方
口服配方 1: 悬浮于0.5% CMC Na (羧甲基纤维素钠)
口服配方 2: 悬浮于0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
示例: 口服配方 1 (悬浮于 0.5% CMC Na)为例说明, 如果要配制 100 mL 2.5 mg/mL 的工作液, 您可以先取0.5g CMC Na并将其溶解于100mL ddH2O中,得到0.5%CMC-Na澄清溶液;然后将250 mg待测化合物加到100 mL前述 0.5%CMC Na溶液中,得到悬浮液。
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口服配方 3: 溶解于 PEG400 (聚乙二醇400)
口服配方 4: 悬浮于0.2% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 5: 溶解于0.25% Tween 80 and 0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 6: 做成粉末与食物混合


注意: 以上为较为常见方法,仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些配方的准确性。具体溶剂的选择首先应参照文献已报道溶解方法、配方或剂型,对于某些尚未有文献报道溶解方法的化合物,需通过前期实验来确定(建议先取少量样品进行尝试),包括产品的溶解情况、梯度设置、动物的耐受性等。

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案:
1、请先配制澄清的储备液(如:用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液,按从左到右的顺序依次添加助溶剂,澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明,并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中,混合均匀/澄清;向上述体系中加入50 μL Tween-80,混合均匀/澄清;然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL;

3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出,可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果,工作液请现配现用!
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液,请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。
制备储备液 1 mg 5 mg 10 mg
1 mM 5.8627 mL 29.3135 mL 58.6270 mL
5 mM 1.1725 mL 5.8627 mL 11.7254 mL
10 mM 0.5863 mL 2.9313 mL 5.8627 mL

1、根据实验需要选择合适的溶剂配制储备液 (母液):对于大多数产品,InvivoChem推荐用DMSO配置母液 (比如:5、10、20mM或者10、20、50 mg/mL浓度),个别水溶性高的产品可直接溶于水。产品在DMSO 、水或其他溶剂中的具体溶解度详见上”溶解度 (体外)”部分;

2、如果您找不到您想要的溶解度信息,或者很难将产品溶解在溶液中,请联系我们;

3、建议使用下列计算器进行相关计算(摩尔浓度计算器、稀释计算器、分子量计算器、重组计算器等);

4、母液配好之后,将其分装到常规用量,并储存在-20°C或-80°C,尽量减少反复冻融循环。

计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
/

配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
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计算结果:

工作液浓度 mg/mL;

DMSO母液配制方法 mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。

体内配方配制方法μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。

(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
            (2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。

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