Amphiphilic dextran/magnetite nanocomposites as magnetic resonance imaging probes

Superparamagnetic iron oxide （SPIO） nanoparticles are effective contrast agents for enhancement of magnetic resonance imaging at the tissue, cellular or even molecular levels. High quality SPIO nanoparticles can be synthesized in the organic phase but need to be transferred into water before any biomedical applications. In this study, amphiphilic poly（ε-caprolactone） grafted dextran （Dex-g-PCL） was used as carriers for particle encapsulation and stabilization in the aqueous phase. Multiple SPIO nanoparticles were self-assembled together with the help of Dex-g-PCL during phase transfer from chloroform to water, and diameters of Dex-g-PCL/SPIO nanocomposites were （64 ± 22） nm through dynamic light scattering measurement. These nanocomposites were superparamagnetic at 300 K with saturated magnetization of 88 emu/g Fe. In the magnetic field of 1.5 T, Dex-g-PCL/SPIO nanocomposites had a T2 relaxivity of 363 Fe mL·mol-1·s-1. This unique nanocomposite brought significant mouse liver contrast with signal intensity changes of -60% at 5 min after intravenous administration. However, uptake of Dex-g-PCL/SPIO nanocomposites in liver reticuloendothelial cells （Kupffer cells） did not immediately happen at shorter time points （〈4 h） as verified by histology studies, and it was evident that more iron staining would be located in Kupffer cells 24 h after contrast agent administration. After 24 h and 10 d, the signal intensities （SI） gradually recovered, and SI changes were -44% and -31%, respectively. From our observation, the time window for enhanced-MRI could last at least 12 days and totally recovered after 16 days. This novel sensitive MRI contrast agent may find potential applications in discovering small liver lesions such as early tumor diagnosis.     

基于亚甲基蓝二氧化硅纳米颗粒的细胞与活体成像

采用反相微乳液法,制备了以亚甲基蓝为内核材料的亚甲基蓝二氧化硅纳米颗粒,通过优化亚甲基蓝的包裹浓度获得荧光信号较强的纳米颗粒,并初步考察了其用于He-la细胞标记与体内示踪的可行性.通过MTT实验考察了颗粒对细胞的毒性影响以及较为适宜的标记细胞的浓度,结果表明:当颗粒浓度为1mg/mL时,细胞的存活率仍有80%左右.利用激光共聚焦显微镜考察了Hela细胞对颗粒的吞噬情况以及颗粒在细胞内的分布情况,结果表明,该颗粒能被Hela细胞吞噬且主要分布在溶酶体内.活体荧光成像结果显示,尾静脉注射该颗粒后,裸鼠全身都发射出近红外荧光信号,随着血液的循环,颗粒慢慢聚集在肝脏等器官中.以上结果表明,包裹亚甲基蓝的二氧化硅纳米颗粒可以用于细胞的标记和体内示踪成像.     

近红外荧光染料对胃癌细胞的特异性识别*

测试近红外荧光(near infrared fluorescence,NIRF)染料IR-783对胃癌细胞的特异性识别。将转染荧光素酶luciferase的人胃癌传代细胞SGC-7901皮下移植于裸鼠,7 d后分别使用NIRF染料IR-783和荧光素酶底物进行活体荧光成像和生物发光,测定肿瘤部位ROI(region of interest)值,连续检测并绘制NIRF强度与生物发光强度相关性曲线;选择前期建立的胃癌PDX(patient-derived tumor xenografs,PDX)模型免疫组织化学检测肿瘤组织中CEA与CK8/18的表达,确定移植瘤与原发肿瘤病理学一致性;将SGC-7901细胞和来自PDX模型的胃癌细胞分别培养24 h,分别加入线粒体示踪剂(mito-tracker)或溶酶体示踪剂(lyso-tracker),30 min后加入IR-783染料,在荧光显微镜下观察近IR-783染料在胃癌细胞中的结合部位;将正常胃上皮细胞分别与转染GFP的SGC-7901细胞和来自PDX模型的胃癌细胞共培养24 h后,加入IR-783染料,在荧光显微镜下观察近IR-783染料对胃癌细胞的特异性识别。活体成像结果显示,IR-783染料能够特异性的聚集于人胃癌裸鼠移植瘤部位;NIRF强度与luciferase强度的相关性达99%以上;PDX肿瘤与原发肿瘤中CEA与CK8/18表达均呈强阳性;荧光显微镜下检测到NIRF染料不仅能够特异性识别传代胃癌细胞,同时也能识别来自PDX模型的肿瘤细胞,并优先集聚在肿瘤细胞的线粒体与溶酶体中。近红外荧光染料IR-783能够特异性识别胃癌细胞,可用于胃癌模型的成像研究,是肿瘤治疗的一种潜在工具。     

Prostate cancer targeted MRI nanoprobe based on superparamagnetic iron oxide and copolymer of poly（ethylene glycol） and polyethyleneimin

Methoxyl poly （ethylene glycol） （mPEG-OH） was successfully grafted onto branched polyethyleneimine （hy-PEI） to yield a water soluble graft copolymer mPEG-g-PEI. This copolymer may package superparamagnetic iron oxide （SPIO） by ligand exchange. The SPIO weight percentage in the polymer coated nanoparticles was determined to be 55%, the size and zeta potential of nanoparticles was 50 nm and 12 mV respectively. Antibody fixation onto the complex （mPEI-g-PEG-SPIO） surface layer was achieved by activated single chain monoclonal antibody against prostate stem cell antigen （PSCA）. Our study showed that the single chain antibody functionalized nanoprobe （scAbpscA-PEI-g-PEG-SPIO） with a small size can specifically enter the prostate cancer cells, decreasing MRI T2-weighted signal intensity of prostate cancer cells to 44.76%, Our results revealed that the potential of this magnetic nanoparticulate system promised as a novel MRI nanoprobe for early diagnosis of prostate cancer （PCa）.     

Visual characterization of targeted effect of holo-transferrin-tagged dihydroartemisinin on human breast cancer cells

Targeted drugs could significantly reduce cytotoxic effect and increase therapeutic activity. Dihydroartemisinin (DHA) has been shown to be effective in killing cancer cells. However, it exhibits non-targeted property. Holo-transferrin (TF) is a suitable drug-carrier to target cancer cells, because cancer cells need iron uptake by the TF-mediated mechanism to maintain their uncon- trolled growth. Furthermore, TF receptors (TF-R) are highly expressed on cancer cell surfaces. In this paper, 3-(4,5-dimethylthi- azol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay was used to evaluate the different killing effect of 4-(12-Dihydroart- emisininoxy) Benzoic Acid Hydrozide-transferrin (DBAH-TF) on human breast cancer cells (MCF-7) cells and human normal breast (HNB) cells, and atomic force microscopy (AFM) was used to visually observe the targeted effect of DBAH-TF on MCF-7 cells. MTT results show that DBAH-TF is 172 times more potent than DHA in killing MCF-7 cells, while the cytotoxic effect of DBAH-TF on HNB cells is merely 1/33 to DHA. Also, the killing effect of DBAH-TF on MCF-7 cells is 286 times that on HNB cells, showing targeted effect. Moreover, there are distinct differences in ultrastructures of cellular surfaces after DBAH-TF and DHA treatment. Through AFM imaging, many characteristic holes were observed on the cancer cell surface after being effected by DBAH-TF, which differ from the holes with irregular shapes affected by DHA. These results visually show that the DBAH-TF targeted drug has more potent killing effect on MCF-7 cells compared with DHA.     

藻红蛋白调控ΔΨ_m诱导人乳腺癌MCF-7细胞凋亡

研究藻红蛋白调控细胞内线粒体膜电位变化诱导人乳腺癌MCF-7细胞凋亡的研究.MTT法检测藻红蛋白对MCF-7细胞的细胞毒作用;倒置显微镜观察藻红蛋白对细胞形态学的影响;Ho-echst33258单染,荧光显微镜下观察藻红蛋白作用MCF-7细胞的形态学变化;PI单染,流式细胞术测定藻红蛋白诱导MCF-7细胞凋亡的凋亡率;TMRE单染,激光共聚焦显微镜检测MCF-7细胞中线粒体膜电位的变化.藻红蛋白对MCF-7细胞的IC50为81.60μg/L;形态学观察在作用48 h后,随给药质量浓度增加细胞生长密度逐渐变疏,细胞变小,细胞皱缩,高质量浓度组大部分细胞破碎,贴壁减少.Hoechst33258荧光染色结果显示,藻红蛋白与MCF-7细胞共培养后,随着剂量增加细胞呈明显的固缩状,细胞核出现碎片和凋亡小体等细胞凋亡现象;藻红蛋白作用48 h后的细胞出现凋亡的亚二倍体峰,DNA复制下降;凋亡率分别为25.18%、55.45%、83.94%.不同质量浓度藻红蛋白对MCF-7作用48 h后,线粒体膜电位荧光强度分别为24.40±0.21、20.45±0.24和19.77±0.27.藻红蛋白通过调节细胞内线粒体膜电位变化诱导MCF-7细胞凋亡.     

A near-infrared fluorescent probe for fluorine ions and its application in the imaging of HepG2 cells

In this study, we have designed and synthesized a new near-infrared (NIR) fluorescent probe (BODIPY-Se) to detect fluorine ions (F-) using a B-Se bond to connect the fluorescent dye BODIPY and benzotrifluoride. The probe exhibited a highly selective fluorescence response to F- with a detection limit of 7.4×108 mol/L. The excitation and emission spectra of the probe in the NIR region avoid background fluorescence interference present in biological systems. The fluorescent imaging of HepG2 cells demonstrated ...     

基于单层MoS2纳米片的复合物制备及其光热性能和体外药物释放

将聚乙二醇(SH-PEG)修饰在单层MoS 2纳米片表面并进一步接枝聚乙烯亚胺(PEI),用以连接透明质酸(HA),从而构建一种新的HA-PEI-LA-MoS 2-SH-PEG纳米药物递送系统。用透射电镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见分光光度计、Zeta电位分析仪、动态光散射仪等仪器表征材料的形貌及理化性质。使用盐酸阿霉素(DOX)作为模型药物,研究复合物HA-PEI-LA-MoS 2-SH-PEG@DOX的体外药物释放行为。同时,在二硫化钼纳米复合物上负载一种新型的光热剂黑色素(Mel),研究其体外光热效果。结果表明:制备的纳米复合材料HA-PEI-LA-MoS 2-SH-PEG@(DOX/Mel)具有pH和近红外光(NIR)双重刺激响应药物释放的性能;黑色素的加载显著提高了MoS 2纳米复合物的光热效果,具有应用于肿瘤化学光热协同治疗的前景。     

LED显示屏像素定位与标记的一种方法

在LED显示屏像素点的定位与标记过程中，对逐行标记算法加以改进，在经过逐行扫描2次后，对存在序号间断的标记图像进行第3次扫描标记，以恰当标记像素点在显示屏中的位置．通过失控点的定位与标记实验来验证改进方法的可靠性．     

一种吲哚二甲川菁染料的合成、光谱性质及其应用

目的合成一种含吲哚环的二甲川菁染料,研究光谱性质、与生物分子的相互作用及其作为荧光探针在活细胞成像中的应用。方法采用UV-vis,1H NMR,IR,HR-MS分析确证产物的结构;采用吸收光谱和荧光光谱法研究二甲川菁染料在不同溶剂中的光谱性质,以及该染料在生理条件下与鲑鱼精DNA(DNA)、牛血清白蛋白(BSA)、溶菌酶、淀粉酶、糜蛋白酶和牛血红蛋白的相互作用;采用荧光倒置显微镜观察染料对K562白血病细胞的活细胞染色。结果该染料最大吸收波长(λmax)随着溶剂介电常数的增加出现蓝移。染料与DNA相互作用较强,且荧光强度随着DNA浓度的增加而增强,而其他5种生物大分子对染料的荧光强度影响不大。该染料可以穿透活细胞膜,对细胞核染色,可以清晰地看出核仁的荧光较亮,2 h后观察细胞仍有荧光。结论合成了一种光谱性质优良的二甲川菁染料,该染料对核酸(DNA/RNA)有较强的亲和性,属于活细胞通透性染料,是一种潜在的活细胞成像荧光探针。     

磁纳米分子影像探针研究热点与挑战

 近年来,磁纳米材料在分子影像领域的应用得到科研人员的广泛关注。常用的磁性纳米探针是超顺磁性氧化铁颗粒（SPION）,它具有较好的水质子横向弛豫时间（T₂）弥散加权核磁共振成像造影剂的性能。通过对SPION制备及表面修饰进行改进,使纳米颗粒具有磁共振造影功能和干细胞标记、药物/基因递送的功能。综述了SPION兼具影像探针和磁共振成像可视化治疗方面的功能。虽然已有多种磁纳米材料进入临床研究,但结合当前研究瓶颈以及纳米药物制备方法的发展,制备造影效果较好、药物生物相容性较高、具有靶向性及临床转换潜力较强的SPION是新一代磁纳米探针研究亟需解决的问题。     

氯屈膦酸二钠-超顺磁性氧化铁脂质体减轻重症急性胰腺炎肾损伤

研究目的：探讨氯属膦酸二钠-超顺磁性氧化铁（SPIO）脂质体对重症急性胰腺炎（SAP）肾损伤的保护作用。创新要点：围绕SAP并发多器官损伤这一核心问题,联系巨噬细胞在SAP发病过程中的作用,使用纳米脂质体携带氯屈膦酸二钠及SPIO,以及利用自体巨噬细胞对SAP时多器官损伤的定性靶向性以及磁性纳米颗粒的超顺磁性,应用磁共振成像（MRI）对SAP并发多器官损伤进行早期诊断。结合使用氯屈膦酸二钠,使其促进巨噬细胞的凋亡,减少其在急性胰腺炎早期产生炎症介质,阻止全身性炎症反应的进程,从而实现对多器官损伤的保护作用。研究方法：采用胰腺被膜下均匀注射5％牛磺胆酸钠制作SAP模型。SD大鼠48只,随机分为对照组（C组）、空白SPIO脂质休组（P组）和氯屈膦酸二钠＋SPIO脂质体组（T组）。P组和T组大鼠制作SAP模型。制模2h和6h后取肠系膜上静脉血液,检测各组大鼠血清中淀粉酶、尿素氮、血肌酐和肿瘤坏死因子-α的含量,观察胰腺及肾组织的病理学变化及进行病理评分,通过检测肾组织的TUNEL染色及CD68表达研究氯属膦酸二钠-超顺磁性氧化铁脂质体对肾组织巨噬细胞凋亡的影响并进行MRI诊断。重要结论：氯屈膦酸二钠-超顺磁性氧化铁脂质体可选择性清除单核／巨噬细胞,减少炎症介质释放,对SAP大鼠胰腺及肾损伤有保护作用。SPIO可作为MRI示踪。     

恩度对雌激素受体阳性的人乳腺癌细胞生长的抑制作用及其分子机制的研究

研究了重组人血管内皮抑素(恩度)对雌激素受体阳性的人乳腺癌MCF-7细胞株生长的抑制作用与其分子机制.采用MTT法、台盼蓝染色法和中性红染色法检测不同浓度恩度对MCF-7细胞生长的抑制作用,Hoechst33258荧光染色法和TUNEL分析法观察恩度诱导MCF-7细胞凋亡的形态变化,蛋白印迹法检测恩度作用的MCF-7细胞中与生长和凋亡相关蛋白的表达.结果表明,恩度显著性地抑制MCF-7细胞的生长并诱导细胞凋亡.此外,恩度显著性地减少MCF-7细胞VEGFR1,c-Met,ERα,Akt,NF-κB,Bcl-2和CyclinD1蛋白的表达,明显地上调Bax蛋白的表达,其作用的分子机制可能是通过抑制VEGFR1/c-Met/ERα-Akt-NF-κB信号传导通路,下调Bcl-2/Bax蛋白比率、降低CyclinD1蛋白的水平.     

基于“贴标签”算法的多运动目标分割与标识

针对固定场景中的监控问题,给出一种基于"贴标签"算法的多目标标识方法.通过背景差分和连续帧间差分相结合的方法,检测和分割视频序列中的多运动目标;同时采用"贴标签"算法对检测后的二值图像进行连通成分标识;根据得到的"标签"将不同的运动目标用不同颜色的外接矩形框区分.     

便携式癌细胞荧光显微成像系统的设计与实现

根据荧光成像在癌症诊断分析中的机理,选择高效率的光学系统,配合高精度的半数字式对焦技术和智能图像采集融合技术,实现高性能便携式癌细胞荧光成像系统。系统选择多波段的LED光源;采用科学级面阵互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器,配合散斑抑制二向色镜,降低背景干扰,提高检测灵敏度;采用半数字式对焦技术,实现显微镜高精细的自动对焦;采用FPGA+万兆网的结构,实现图像数据的高速传输。实验表明,基于该系统可制成质量为4 kg、功耗不到20 W的便携式癌细胞荧光成像设备,实现清晰的多谱段癌细胞荧光成像和快速检测。     

DiI荧光标记的软骨细胞与支架材料复合后的观察

目的:通过Dil荧光染料标记观察软骨细胞在聚乳酸/乙醇酸共聚物支架(PLGA)体外和体内培养环境中的生长状态,为研究组织工程化软骨探索一种理想的软骨细胞示踪方法.方法:体外分离培养大鼠剑突软骨细胞,应用DiI标记软骨细胞,通过MTT法测定细胞的增殖活性.DiI荧光标记的软骨细胞种植于PLGA支架上分两组:一组体外培养1周,另一组体外培养1周后,再植入同系大鼠大网膜体内培养1周.分别取出细胞一支架复合物,在荧光显微镜下观察体外和体内条件下软骨细胞的荧光表达情况.结果:应用DiI标记不影响软骨细胞的增殖,MTT测定结果显示标记组和对照组的A值未见显著性差异(P>0.05).标记后的软骨细胞显示环状红色荧光,胞核未着色.体外培养和体内培养的软骨细胞一支架复合物,均可在荧光显微镜下观察到红色荧光表达.结论:DiI荧光染料能够有效标记软骨细胞,标记的细胞一支架复合物可直接在荧光显微镜下进行观察,可作为体外和体内构建组织工程软骨的较好的示踪方法.     

基于小波新阈值函数的标记荧光蛋白信号去噪

针对微流控电泳仪采集的微弱标记荧光蛋白信号易受到干扰,影响对样品生物蛋白定性定量分析.提出可调新阈值函数小波去噪,解决了软、硬阈值函数去噪出现的常见问题.通过matlab仿真对比,寻找出去噪质量最佳db7小波基,结合可调新阈值函数处理重叠峰严重的标记荧光蛋白信号,去噪后波形最光滑、信噪比最高、获得最小均方根误差、更能突出真实信号.结果表明,新的阈值函数更适用于重叠峰严重的标记荧光蛋白信号,为后续定性定量分析样品中的生物蛋白含量提供保障.     

带转向延误和限制的最短路径问题及其求解方法

阐述了带转向延误和限制的最短路径问题(SP-Turn)的基本原理,系统介绍了现有的求解方法,包括扩展网络法、对偶网络法和弧标号算法,并提出了一个节点标号算法用于对比.分析指出弧标号、节点标号算法在算法原理上是一致的,对偶网络法是对它们的直观化.同时指出在SP-Turn方法中,扩展邻接表是高效的网络表示形式,在合理选择的前提下,一般SP算法的标号设定、标号修正等标号技术同样适用,最短路径可由节点至弧的形式转换为节点至节点的常规形式.     

越南伯克霍尔德氏菌B418的红色荧光蛋白标记及功能稳定性

利用氨基纳米黏土介导的转化方法，应用红色荧光蛋白DsRed标记生防细菌越南伯克霍尔德氏菌Burkholderia vietnamiensis B418并研究标记菌株的功能稳定性。将带有DsRed基因的重组质粒pGEX-4T-1-DsRed转化导入B418菌株中，采用细菌培养法、继代培养法和平板对峙培养法检测标记菌株的功能稳定性。通过氨基纳米黏土转化体系成功获得了荧光标记菌株B418-DsRed,与野生菌株B418相比，其生长曲线和形态学特征基本一致。继代培养10代后，标记菌株在共聚焦显微镜下呈现亮红色荧光，能够提取到外源质粒pGEX-4T-1-DsRed,并通过聚合酶链式反应扩增获得荧光基因序列DsRed,证明标记菌株具有较好的遗传稳定性。平板对峙培养试验显示，标记菌株B418-DsRed对尖孢镰孢菌和大丽轮枝菌抑制率分别为55.25%和67.55%,与野生菌株B418无显著性差异，表明外源质粒的导入未影响菌株的抑菌能力。以上结果表明通过氨基纳米黏土介导成功实现了伯克霍尔德氏菌B418的红色荧光蛋白标记，构建的标记菌株B418-DsRed可用于该生防菌在植物根际的定殖及与病原菌的互作研...     

壳聚糖-海藻酸钙微球荧光标记反应对微球膜强度影响的研究

以壳聚糖-海藻酸钙载药微球给药后的体内检测为研究背景,探讨不同反应条件下壳聚糖-海藻酸钙微球荧光标记反应对微球膜在模拟体液中的强度影响.以壳聚糖、海藻酸钠为微球制备载体材料,以异硫氰酸酯(FITC)为荧光标记物对微球进行荧光标记.采用标记了FITC的微球在模拟体液中的膨胀率来表征微球膜的相对强度.采用相对分子质量为50 000、脱乙酰度85%、荧光标记浓度0.01 g/mL的壳聚糖,成膜液浓度0.015 g/mL,成膜时间30 min制备出的荧光微球在模拟胃、肠液中表现出良好的膜强度及稳定性.为研究壳聚糖-海藻酸钙载药微球在体内的分布、吸收、降解特性提供了适宜的入体实验条件.