摘要：D-Glucose-¹³C₆（Dextrose-13C6，¹³C₆-葡萄糖，AbMole，M58946，CAS No.：110187-42-3）是 6 个碳原子全部被 ¹³C 标记的葡萄糖稳定同位素示踪剂。进入细胞后，它通过糖酵解生成 M+3 丙酮酸，并进一步标记三羧酸循环各类中间体；借助质谱检测同位素质量峰的分布特征，即可对糖酵解、氧化性与非氧化性磷酸戊糖途径以及三羧酸循环的相对代谢通量进行定量分析。由于 M+6 标记葡萄糖几乎不存在天然本底丰度，即便采用低于 1% 的标记占比，就能够开展同位素异构体分析，可显著降低实验使用成本。
术语解释
M+n：M 代表分子本底分子量；M+n 表示分子相比天然未标记分子质量增加 n，n 对应分子内 ¹³C 标记碳原子的数量。
一、D-Glucose-13C6的分子作用机制
D-Glucose-13C6（Dextrose-13C6，AbMole，M58946）的 6 个碳原子全部为 13C 标记，理化性质与天然葡萄糖完全一致，不会干扰细胞对葡萄糖的摄取与代谢过程。D-Glucose-13C6（Dextrose-13C6）主要是用于细胞的代谢流分析，其示踪逻辑明确：该示踪剂经糖酵解产生M+3标记的丙酮酸与乳酸；进入三羧酸循环后，通过丙酮酸脱氢酶途径可生成 M+2 标记的柠檬酸、M+2 标记的天冬氨酸；经由丙酮酸羧化酶回补途径，则产生 M+3 标记的柠檬酸。与此同时，磷酸戊糖途径氧化分支会释放 M+1 二氧化碳，并生成 M+1、M+5 标记的糖酵解下游中间体，据此可以推算该通路的代谢分配比例。相较于其他天然本底丰度较高的同位素标记形式，M+6 同位素异构体不存在天然背景信号，示踪背景干净，检测灵敏度与定量准确度更高。通过 LC-MS 检测各类代谢物 M+0～M+6 的同位素峰分布，再结合代谢通量建模分析，就能够定量解析细胞整体的碳源利用情况。
二、D-Glucose-13C6（13C6-葡萄糖）在细胞层面研究中的应用
在细胞研究层面，D-Glucose-¹³C₆（¹³C₆-葡萄糖，AbMole，M58946，CAS No.：110187-42-3）同位素示踪的应用方案已经十分成熟。以肺癌A549 细胞或 HeLa 细胞为例：使用 2~5 mM的D-Glucose-¹³C₆（Dextrose-13C6）替换培养基内未标记的葡萄糖，孵育 2~6 h 后淬灭、提取代谢物，再通过 LC‑MS 检测乳酸、丙酮酸、柠檬酸、天冬氨酸等代谢物的同位素峰分布。文献研究显示，缺氧环境下 A549 细胞中 M+3 标记乳酸的占比明显上升，提示糖酵解通量上调；同时三羧酸循环中间体的标记比例降低，呈现典型的瓦博格效应代谢特征。D‑Glucose‑13C₆（D-(+)-Glucose-13C6）也被应用于病毒感染细胞模型，用于解析感染诱导的细胞代谢重编程、定量脂肪酸合成通量的改变。该示踪剂还常与L-谷氨酰胺-13C5（L-Glutamine-13C5，184161-19-1，L-Glutamic acid 5-amide-13C5，AbMole, M66414）搭配联用，以此区分葡萄糖和谷氨酰胺分别对三羧酸循环的相对碳源贡献。
三、D-Glucose-13C6（Dextrose-13C6）在动物实验研究中的应用
在动物研究层面，D-Glucose-13C6（¹³C₆-葡萄糖，AbMole，M58946，CAS No.：110187-42-3）可用于体内肿瘤与器官代谢的原位同位素示踪。经典方案为：对荷瘤小鼠通过尾静脉留置导管恒速输注 D-Glucose-13C6（Dextrose-13C6）。得益于 M+6 同位素异构体无天然本底信号，采用标记占比低于 1% 的输注液，就能采集到信噪比良好的同位素异构体信号。已有文献在肺癌异种移植小鼠模型以及肺部原位肿瘤模型中，借助 ¹³C 葡萄糖示踪对比肿瘤组织与周边正常组织的葡萄糖利用特征；结果显示，肿瘤组织的糖酵解水平与乳酸标记占比显著高于癌旁组织，并且同一肿瘤内部不同区域的代谢通量存在明显异质性。D-Glucose-13C6（¹³C₆-葡萄糖，AbMole，M58946，CAS No.：110187-42-3）也适用于动物的全身层面的代谢研究，用来解析饮食构成对机体代谢通量的调控关系。体内示踪实验的关键控制要点是取材时效：完成组织取样后应投入液氮快速淬灭，固定取样瞬间的代谢稳态。
四、D-Glucose-13C6（D-(+)-Glucose-13C6）相关细胞实验（文献参考）
该方案适配糖酵解与三羧酸循环通量分析。
细胞系：人肺癌 A549 细胞或 HeLa 细胞
检测指标与方法：以含 2~5 mM D-Glucose-13C6 的无葡萄糖培养基处理；2、4、6 h 时间梯度取样；80% 预冷甲醇淬灭，萃取代谢物；LC-MS 检测乳酸（M+3）、丙酮酸（M+3）、柠檬酸（M+2/M+3）、天冬氨酸（M+2/M+3）同位素峰；计算各途径标记占比。
给药浓度：2~5 mM
处理时长：2~6 h
参考文献：Munger J, et al. Systems-level metabolic flux profiling identifies fatty acid synthesis as a target for antiviral therapy. Nature Biotechnology, 2008, 26(10): 1179-1186.
*注：上述方法来自公开文献，仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同，请参考其他文献调整。*
五、D-Glucose-13C6相关动物实验（文献参考）
该方案适用于体内肿瘤葡萄糖通量的原位分析。
动物模型：C57BL/6 或裸鼠皮下肿瘤模型
给药配制：D-Glucose-13C6 溶于生理盐水，尾静脉留置导管恒速输注
给药剂量：标记比例低于 1% 的输注液，连续输注 2~3 h
给药方案：输注结束后立即处死，取肿瘤、血浆与肝组织液氮淬灭；甲醇萃取后 LC-MS 分析同位素峰分布，计算肿瘤相对血浆的标记富集系数。
参考文献：Hensley C T, et al. Metabolic heterogeneity in human lung tumors. Cell, 2016, 164(4): 681-694.
*注：上述方法来自公开文献，仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同，请参考其他文献调整。
总结
综上，D-Glucose-13C6（AbMole，M58946）是糖酵解、磷酸戊糖途径与三羧酸循环通量分析的核心示踪剂。其零天然背景与低标记比例需求，显著降低了代谢流研究的使用成本。
*本文所述均为科研试剂，仅供科学研究参考
参考文献
[1] Munger J, Bennett B D, Parikh A, et al. Systems-level metabolic flux profiling identifies fatty acid synthesis as a target for antiviral therapy. Nature Biotechnology, 2008, 26(10): 1179-1186.
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[3] Fan J, Kamphorst J J, Mathew R, et al. Quantitative flux analysis reveals folate-dependent NADPH production. Nature, 2014, 513(7519): 298-302.
[4] Locasale J W, Grassian A R, Melman T, et al. Phosphoglycerate dehydrogenase diverts glycolytic flux and contributes to oncogenesis. Nature Genetics, 2011, 43(9): 869-874.
[5] Hensley C T, Faubert B, Yuan Q, et al. Metabolic heterogeneity in human lung tumors. Cell, 2016, 164(4): 681-694.
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