COX-2靶向的近红外分子影像探针用于炎症和肿瘤的监测

环氧化酶-2（Cyclooxygenase-2,COX-2）是一种在炎症和肿瘤部位高表达的蛋白酶,因此能够用作分子影像学炎症和肿瘤监测的靶标.本文基于COX-2的小分子抑制剂（塞来昔布,Celecoxib）和水溶性近红外染料染料（ICG-Der-02,MPA）的COX-2靶向近红外探针（CMP）,通过分子对接、动力学模拟和蛋白抑制实验验证了其对COX-2蛋白的结合能力.在细胞水平,CMP选择性积累在COX-2阳性细胞的细胞质中.动物炎症和肿瘤模型的荧光成像证实,CMP可以结合局部内源性COX-2并且表现出强烈的荧光.在此基础上,通过用塞来昔布预注射阻断COX-2活性位点可显着降低荧光,进一步证明了CMP的靶向特异性.因此,探针CMP具备优异的近红外光学成像能力和深层组织穿透,能够特异性地靶向COX-2高表达的炎症和肝癌移植瘤部位,具备炎症与肿瘤活体监测的应用前景.     

多肽18F标记方法研究进展

正电子发射断层成像(PET)是高灵敏、可定量及无创的活体分子成像方法,通过示踪表征特定生理功能或靶向病理标志物的正电子发射分子探针,可对组织、器官的病变进行分子水平的探测与成像,从而实现疾病的早期诊断和实时监控.氟-18(18F)因其具有适宜成像的核素性质而被广泛用于PET探针的标记.随着PET的广泛应用,低免疫原性和...     

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。     

氯取代金属酞菁的制备及疏水异相光催化性能研究

以尿素-苯酐法固相反应合成两种疏水性金属十六氯酞菁MPcCl16（M—Cull,Zn）,在可见光（A≥420nm）的照射下以有机染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）和2,4一二氯苯酚（2,4-DCP）的光催化降解为探针反应,研究了催化剂对有机污染物的光催化降解活性．结果表明,ZnPcCl16和CuPcCl-e均能活化分子氧（O2）使RhB发生有效降解．二者在可见光下最佳降解条件皆为：pH=3．0,催化剂用量为0．64g／L．通过紫外可见光谱（UV—Vis）的测定分析,可见光照300min后,CuPcCl16和ZnPcCl16使RhB降解率分别达到84％和89％;光照540min后,使无色有毒小分子2,4-DCP降解率分别达到72％和40％．同时,这两种催化剂测循环稳定性较好．     

HER2靶向放射性分子影像探针的研究进展

人表皮生长因子受体2(HER2)在大约20%的乳腺癌患者中过度表达,是乳腺癌治疗的一个重要分子靶点.HER2靶向治疗的重要前提是对肿瘤HER2表达的精确测定.利用HER2靶向放射性分子影像探针的核医学影像是检测HER2表达情况的重要手段.它能够在诊疗过程中对肿瘤HER2表达进行可重复的全面评估,同时它解决了乳腺癌的异质性以及取样困难等传统方法存在的问题.目前,多种HER2靶向的分子影像探针（单克隆抗体、抗体片段、纳米抗体、亲和体、多肽）正处于临床前和早期临床研究中.文章综述了靶向HER2的抗体和多肽类放射性分子探针在核医学分子影像中的研究进展,指出用其进行临床转化时所面临的挑战,为开发新的HER2靶向分子影像探针提供思路.     

三苯基膦盐在肿瘤诊断和治疗中的应用

针对靶向亚细胞器的治疗是肿瘤治疗的一个新兴研究方向,其机理是通过损伤亚细胞器或影响亚细胞器周围的环境,使细胞凋亡. 而在众多的亚细胞器中,线粒体是亚细胞的能量工厂,可以为亚细胞的各项生命活动提供能量,因此靶向线粒体治疗是亚细胞器治疗的热点之一. 此外,线粒体还参与细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程. 诱导线粒体损伤或者影响线粒体内表达物质的正常供应关系,对亚细胞生存状态有巨大的影响. 三苯基膦（TPP）盐可以利用线粒体膜电位差来实现线粒体靶向功能,是最广为接受和应用较多的线粒体靶向小分子. 为了进一步增加其功能的多样性,往往会在TPP烷基链的尾端进行设计,实现肿瘤的高效诊断和治疗. 文章综述了近年来TPP盐在肿瘤诊断和治疗领域中的研究进展,以及在未来所面对的挑战.     

日本脑炎病毒受体功能缺陷细胞与亲代细胞膜分子差异的鉴定

鉴定日本脑炎病毒（JEV）受体功能缺陷细胞3A10-3F与亲代细胞BHK-21膜分子表达的差异,以发现JEV受体候选分子。3A10-3F与BHK-21细胞膜蛋白用氯仿去脂法分别提取,通过二维电泳（2-DE）分离。经ImageMaster2D软件分析比较后,选取差异点做液质联用质谱分析（LC—MS／MS）。发现有23个蛋白点在两组2-DE凝胶中有显著差异表达,LC-MS／MS鉴定了14个蛋白质,其中有4个膜蛋白,即钙结合蛋白annexin1,annexin2;电压依赖的离子通道（VDACs）蛋白VDAC1,VDAC2。上述结果为深入鉴定JEV受体分子特性与功能,阐明JEV致病机理提供了线索。     

锥虫Ls—rRNA序列分析与锥虫rDNA探针群

用大分子ＲＮＡ快速测序法测定刚果锥虫（Ｔｒｙｐａｎｏｓｏｍａｃｏｎｇｏｌｅｎｓｅ）ＬｓｒＲＮＡ５′端６９４个核苷酸序列．比较分析揭示伊氏锥虫、布氏锥虫和刚果锥虫之间以及它们与其它鞭毛虫和哺乳动物宿主的分子差异；表明ＬｓｒＲＮＡ高变区可以作为一个灵敏的分子指标研究锥虫属内的系统进化关系；并为研制属、种不同专一性的锥虫ｒＤＮＡ探针奠定了基础．人工合成锥虫亚属ｒＤＮＡ探针Ｄ１ｔｅ与ＰＣＲ方法联用，可以检测相当于单个伊氏锥虫的微量ＤＮＡ．     

光动力疗法诱导的免疫原性细胞死亡的研究进展

光动力疗法（PDT）已被证明可以诱导免疫原性细胞死亡（ICD）.但是由于PDT本身的局限性以及肿瘤部位的免疫原性差和免疫抑制环境的原因，单独的PDT在癌症免疫治疗中难以获得强大而持久的适应性抗肿瘤功效，往往需要采用不同的策略来提高肿瘤的免疫应答效果.因此，文章简述了光动力学机理、ICD原理，以及对PDT诱导的ICD的各种不同策略进行了总结和讨论，策略包括增加氧气（O₂）和靶向性提高PDT效果，PDT联合光热疗法（PTT）和化疗等治疗方式，PDT结合免疫检查点以及免疫佐剂抑制来提高ICD效应，以此为研究人员提供更多的癌症免疫治疗方面的参考.     

Keggin型杂多酸H3PMo12O40对磷脂双层膜电化学行为的影响

利用循环伏安法和交流阻抗谱，以铂电极支撑的磷脂双层膜（s-BLM）作为生物膜的模型，Fe（CN）6^3-和Fe（CN）6^4-为探针分子，研究了Keggin型杂多酸H3 PMo12 O40对磷脂双层膜电化学行为的影响，结果显示s-BLM与杂多酸H3PMo12 O40之间可以发生比较强烈的相互作用，使8-BLM的通透性发生变化．这种现象的出现可能是由予在杂多酸H3PMo12O40与磷脂双层膜发生作用时引起s-BLM表面分子的排列变化，进而在膜的表面形成不可逆的微孔，而探针分子Fe（CN）6^3-/4-可以通过这些微孔接近电极，产生氧化还原响应。     

聚己内酰胺膜材料的界面性能研究

以聚己内酰胺(PA-6)膜材料作为高效液相色谱(HPLC)柱填料,以小分子量化合物为探针分子,用HPLC法测定探针分子的保留时间(tR)、保留体积(VR)和平衡分配系数(K/).利用HPLC实验数据研究PA-6膜材料的界面性能.实验结果表明:PA-6膜材料的亲水性较好,对不离解极性有机性的分离效果更好.     

使用碳纳米管AFM针尖的蛋白质高分辨率成像

原子力显微镜(AFM)是分析生物分子结构的有效手段,而目前使用的探针针尖的性质限制了高分辨率图像的获得。该文将碳纳米管安装到原子力显微镜的传统针尖上,制作出碳纳米管针尖以解决这个问题。运用碳纳米管针尖在大气常温条件下获得了由3个单元组成的小鼠抗体IgG蛋白质的Y形结构,并且分子的尺寸与X射线晶体衍射的结果非常接近,这种效果用传统针尖是无法获得的。获得的蛋白质分子超微结构的高分辨率图像为研究蛋白质分子功能提供了有价值的信息。     

敲击模式扫描近场光学显微镜

为了实现敲击模式的扫描近场光学显微镜 ,采用以石英音叉为灵敏探测器件 ,将光纤探针垂直音叉侧臂粘接 ,使探针在垂直样品的方向上振动 ,以“敲击”方式探测样品表面的信息 ,实现近场范围的高度控制。仪器结构紧凑 ,操作方便 ,灵敏度高 ,可用于液体环境下的样品探测 ,在对样品形貌进行探测的同时可实现对光信号的调制。将这种探测模式应用于实验 ,获得 2 40 0线 /mm光栅、光盘母盘和生物细胞的形貌图像。实验证明 :这种探测方式分辨率优于 2 0 0 nm,适用于不同硬度的样品 ,可以作为材料学、生物学等领域的有力工具。     

基于局域化表面等离子共振特性的高灵敏度凝血酶检测

用核酸适体(TBA)修饰的纳米金(GNP-TBA)共振散射光谱探针实现了对凝血酶(Thrombin)的特异性识别与检测。利用表面等离子体暗场显微光谱技术(LSPR-DFM),发展了一种新型的、具有时空分辨和高灵敏度的检测手段,实现了对微区内凝血酶的检测。利用该方法可以捕捉单个纳米颗粒的形貌特征并且追踪金属纳米粒子和其周围生物分子之间的相互作用,从而实现单颗粒水平上的生物分析。     

氧化石墨烯-金纳米粒子复合物的表面增强拉曼活性特性

通过水热法合成了氧化石墨烯-金纳米粒子复合物,利用透射电镜和紫外光谱对其进行表面特征和吸收特征分析,并以结晶紫为探针分子,利用拉曼技术分析其拉曼活性。研究结果表明,实验得到的氧化石墨烯-金纳米粒子复合物可以成功检测到10^-4 mol/L的结晶紫溶液,具有良好的拉曼活性。     

Optical microscopy using a single-molecule light source

Rapid progress in science on nanoscopic scales has promoted increasing interest in techniques of ultrahigh-resolution optical microscopy. The diffraction limit can be surpassed by illuminating an object in the near field through a sub-wavelength aperture at the end of a sharp metallic probe. Proposed modifications of this technique involve replacing the physical aperture by a nanoscopic active light source. Advances in the spatial and spectral detection of individual fluorescent molecules, using near-field and far-field methods, suggest the possibility of using a single molecule as the illumination source. Here we present optical images taken with a single molecule as a point-like source of illumination, by combining fluorescence excitation spectroscopy with shear-force microscopy. Our single-molecule probe has potential for achieving molecular resolution in optical microscopy; it should also facilitate controlled studies of nanometre-scale phenomena (such as resonant energy transfer) with improved lateral and axial spatial resolution.     

Nanoscale imaging magnetometry with diamond spins under ambient conditions

Magnetic resonance imaging and optical microscopy are key technologies in the life sciences. For microbiological studies, especially of the inner workings of single cells, optical microscopy is normally used because it easily achieves resolution close to the optical wavelength. But in conventional microscopy, diffraction limits the resolution to about half the wavelength. Recently, it was shown that this limit can be partly overcome by nonlinear imaging techniques, but there is still a barrier to reaching the molecular scale. In contrast, in magnetic resonance imaging the spatial resolution is not determined by diffraction; rather, it is limited by magnetic field sensitivity, and so can in principle go well below the optical wavelength. The sensitivity of magnetic resonance imaging has recently been improved enough to image single cells, and magnetic resonance force microscopy has succeeded in detecting single electrons and small nuclear spin ensembles. However, this technique currently requires cryogenic temperatures, which limit most potential biological applications. Alternatively, single-electron spin states can be detected optically, even at room temperature in some systems. Here we show how magneto-optical spin detection can be used to determine the location of a spin associated with a single nitrogen-vacancy centre in diamond with nanometre resolution under ambient conditions. By placing these nitrogen-vacancy spins in functionalized diamond nanocrystals, biologically specific magnetofluorescent spin markers can be produced. Significantly, we show that this nanometre-scale resolution can be achieved without any probes located closer than typical cell dimensions. Furthermore, we demonstrate the use of a single diamond spin as a scanning probe magnetometer to map nanoscale magnetic field variations. The potential impact of single-spin imaging at room temperature is far-reaching. It could lead to the capability to probe biologically relevant spins in living cells.     

Handheld optical coherence tomography device for photodynamic therapy

Photodynamic therapy (PDT) is a very effective treatment for port wine stains (PWS). To guide and assess PDT treatment, a handheld optical coherence tomography (OCT) probe was designed for real-time imaging of the PWS patient. The system uses a light source with a center wavelength of 1310 nm, -3 dB bandwidth of 90 nm and an optical power of 9 mW. The system also has a spatial resolution of 8 μm (lateral) × 7 μm (axial), an imaging rate of 4 frames per second, and a 102 dB sensitivity. We then demonstrate that the OCT imaging system can clearly distinguish between normal and PWS tissues. Therefore, the system can provide valuable guidance for PDT treatment.     

混合溶胶表面增强拉曼散射的活性异常研究

研究了两组混合溶胶的表面增强拉曼散射(SERS)活性的变化,分别为柠檬酸钠还原法制备的银溶胶和金溶胶混合态与硼氢化钠还原法制备的银溶胶和金溶胶混合态.利用透射电镜表征溶胶混合前后的形态,紫外可见光谱分析其混合过程中吸收峰的变化,以碱性品红为探针分子对混合溶胶的SERS活性进行表征.结果表明,当银溶胶与金溶胶达到一定比例混合时,其拉曼散射活性会得到异常增强,增强倍数可达到10~20倍,但对于不同还原方法制备的溶胶,最大增强时的银/金比例并不相同.这种增强不同于卤素离子引起的溶胶SERS的共振增强,应该属于物理增强的一种,与最终的溶胶-分子体系的凝聚态有关.