一例用于活细胞溶酶体成像的双光子荧光染料的合成、表征及生物成像性能研究

以芴的衍生物-9,9-二甲基-2-硝基芴为原料,经硝基还原反应、氨基取代反应、付克酰基化反应和Click反应,获得一例D-π-A结构的可用于活细胞内溶酶体成像的双光子荧光染料lyso-w.通过对染料分子lyso-w的基本光学性质表征及生物成像方面的测试,验证了其光谱性质、双光子吸收性质以及生物成像性能.实验结果表明:染料分子lyso-w是一例性能较好的活细胞溶酶体特异性标记的双光子荧光染料.     

双荧光共定位系统检测活细胞内蛋白质相互作用

荧光蛋白是目前细胞分子生物学广泛应用的分子探针,在细胞生物学、组织工程、基础医学领域也有广泛应用。荧光蛋白以其可以在活细胞正常生理水平下即时反应细胞、生物大分子和蛋     

微通道内葡萄糖分子荧光检测的研究

本文介绍一种在微米通道内对经荧光标记的葡萄糖分子的荧光检测新方法,该方法成功地实现了在微通道内对葡萄糖分子的荧光检测.实验验证了用荧光素纳标记葡萄糖分子的可行性;分析了激发光波长和溶液的酸碱度对实验结果的影响.结果表明：在微通道内可有效地识别荧光素纳标记的葡萄糖分子.基于此研究可以在生物分析、生物检测等领域找到新的应用.     

果胶阿霉素大分子前药纳米传递体系的体外抗肿瘤作用评价

研究果胶阿霉素大分子前药纳米传递体系(PDC-M)的体外抗肿瘤效果与体内药代动力学.用马尔文纳米粒度仪检测了PDC-M在血清中的稳定性,采用溴化四唑蓝比色法(MTT法)评价PDC-M对SMMC7721人肝癌细胞株的体外抗肿瘤作用,采用倒置荧光显微镜观察细胞对药物的摄取过程,采用细胞划痕法和Transwell法分别检测PDC-M对SMMC7721肝癌细胞迁移能力和侵袭能力的影响.结果表明24 h内PDC-M在血清中有较好的稳定性;PDC-M对SMMC7721肝癌细胞的增殖具有明显抑制作用,呈剂量依赖性和时间依赖性,并有一定缓释效果;果胶上的半乳糖可以通过与去唾液酸糖蛋白受体的特异性相互作用来实现主动靶向的作用;PDC-M能够可以抑制SMMC7721肝癌细胞的迁移和侵袭.     

科学家开发出新型荧光标记工具

1962年科学家们首先在水母体内发现了绿色荧光蛋白（GFP）,从那以后,这种神奇的蛋白质成为生物学功能研究的重要工具之一。在绿色荧光蛋白的帮助下,研究人员不仅能够成像观测基因表达和蛋白质动态,还可以检测细胞内离子和小分子浓度、酶活性,标记细胞或分子亚群,实现复杂的动力学时空分析。     

单分子科学前沿—监测、操纵与表征

单分子监测与操纵（Single-Molecule Observation and Manipulation）综合利用光学工具、荧光标记和扫描探针显微技术对单分子进行成像和监测。过去在观测大分子行为时,必须设法使样本中反应同步进行,以获取相对准确的分布信息。而单分子监测与操纵技术的出现,使得研究生理环境下的实时反应中大分子的构型、分布和反应进程成为可能,并为进一步解释DNA转录、RNA聚合、动力蛋白和蛋白质折叠机理等一系列过程提供了有力的研究手段。使用扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope,STM）,可以更为深刻地观察分子的量子电动力学行为,理解分子水平上力学作用、电磁作用及化学作用的相互影响,并以此为基础设计极其高效的纳米器件。对上述三个领域（光学工具、荧光标记、扫描探针显微技术）做了简要介绍,并重点阐述其在生物大分子研究中的具体应用。     

双分子荧光互补技术及其在蛋白互作研究中的应用

双分子荧光互补（bimolecula fluorescence complementation,BiFC）是近年新发展起来的在活细胞中研究蛋白质互作及其定位的新技术．该技术巧妙的将荧光蛋白切成不发光的两个片段,并与目的蛋白融合表达．如果目的蛋白相互作用,连接其上的荧光互补蛋白片段将会相互靠近并恢复荧光活性,从而实现了分子与细胞事件的可视化．BiFC既可以验证蛋白之间的互作、检测其互作强弱,还可以定位互作蛋白的位点．基于双分子荧光蛋白的应用已经越来越广泛,本文对双分子荧光互补技术的原理、应用现状、特点及其面临的问题进行了概述．     

基于矩阵分解的荧光显微序列线粒体检测

利用图像处理技术,检测荧光显微序列中的活性线粒体是生物医学领域重要的研究手段之一.受到荧光显微镜成像技术的限制,序列中每帧图像均包含细胞质阴影和荧光标记的线粒体,具有很低的信噪比,难以满足一般粒子检测算法的要求.为了精确检测活细胞中的线粒体,提出一种基于矩阵分解的荧光显微序列线粒体检测算法,并利用增广拉格朗日乘子法,快速准确地实现该算法,将线粒体从细胞质阴影中有效分离出来,实现线粒体的精确检测.实验结果表明,此方法为活细胞中线粒体的精确检测提供了快速、高效的分析工具.     

DiI荧光标记示踪兔皮肤成纤维细胞修复前交叉韧带损伤的研究

体内采用组织工程方法构建前交叉韧带种子细胞筛选研究,提供了一种理想的细胞标记的方法.体外分离培养兔皮肤成纤维细胞(SF),比较皮肤成纤维细胞使用荧光染料CM-DiI体外标记前后细胞的生长状态、增殖活性以及检测SF复合纤维生物蛋白胶植入前交叉韧带上12周后的荧光表达情况.结果表明CM-Dil标记SF效果良好,标记阳性率高于95%.而标记前后SF增殖活性无明显变化,荧光标记在体内实验12周后仍有表达.从而证实CM-DiI是筛选前交叉韧带组织工程种子细胞筛选研究中细胞标记、示踪的良好标记物.     

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.     

用于汞离子检测的近红外荧光分子探针合成与评价

设计合成了一种可特异性识别Hg~(2+)的小分子近红外荧光探针P-22,并完成对其体内、外光学响应性能的评价.该探针可在水溶液中被Hg~(2+)催化发生烯醚的水解反应,从而释放出一种具有近红外荧光性质的花菁类染料qCy7,导致反应体系的最大发射波长由560 nm红移至705 nm,通过检测反应体系中荧光强度的变化实现对Hg~(2+)的半定量分析.实验结果证明,本研究所设计合成的近红外荧光探针P-22能够同时实现对体外水环境中和复杂生物体环境中的Hg~(2+)进行高选择性、高灵敏度地实时检测,为进一步研究有害金属汞在自然环境及复杂的生物体内的作用提供了有力的工具.     

内标化SERS探针检测磷脂双层膜中药物释放研究初探

本研究设计合成了一种核-壳结构内标化表面增强拉曼散射(SERS)探针,并用于磷脂双层膜中药物释放研究.该SERS探针中,拉曼报告分子包裹在金纳米球和金纳米壳层中间,金纳米壳层将报告分子与外部环境隔开,确保了信号稳定性.同时,金纳米壳外层裸露,可以用于待测分子的SERS传感.进一步在内标化SERS探针表面包裹以磷脂双分子层,以二乙基硫醛三碳菁化碘(DTTC)作为模型药物,构建探针标记脂质体纳米结构,并进行细胞标记.通过检测探针内标和DTTC拉曼信号的比率变化,可以反映细胞内纳米药物的释放行为.所建立的比率方法有效消除了拉曼测试仪器本身误差的影响,为药物的体内检测提供了一种新的检测方法.     

CdTe量子点对HeLa细胞的初步标记

采用巯基丙酸作为稳定剂在水相中合成了水溶性的CdTe量子点,并通过量子点外层包被的羧基实现了量子点与兔抗人癌胚抗原抗体和山羊抗兔免疫球蛋白的链接.把链接了兔抗人癌胚抗原抗体的量子点溶液和链接山羊抗兔免疫球蛋白的量子点溶液作为荧光探针,利用直接法和间接法分别对HeLa活细胞和固定细胞进行了标记.通过荧光显微镜成像观察到直接法和间接法均可以对HeLa细胞进行标记,但间接法具有更好的特异性,表明可以通过癌细胞表面的癌胚抗原与抗体之间的免疫反应实现对癌细胞的荧光标记.     

实时观测基因编辑

<正>一项于2019年9月5日发表在Science上的研究为我们介绍了一种新技术——CRISPR活细胞荧光原位杂交(LiveFISH)技术。该技术实现了在活细胞中实时观测单个细胞的DNA和RNA片段,从而实时追踪基因组的编辑、转录、重排以及功能变化。研究人员将失去"剪刀"功能的蛋白质dCas9和带有荧光染料的向导RNA组合在一起,便可靶向标记活细胞中特定的基因组序列(右图),帮助检测     

医用藻酸盐敷料体外降解的研究

研究藻酸盐医用敷料体外降解的规律及不同降解时间其产物对内皮细胞增殖情况的影响,为藻酸盐医用敷料在临床使用中提供参考。以PBS缓冲液(模拟体液环境)为降解介质,对藻酸盐敷料进行体外降解;用藻酸盐敷料的失重率、分子质量变化表征本体的变化规律;用降解液中降解产物的糖醛酸含量变化表征降解产物的变化规律。将降解液与内皮细胞共培养,用MTT法检测内皮细胞增殖情况。藻酸盐敷料在模拟体液环境条件下,可以被降解,42 d失重率为61.2%,降解过程中其分子质量逐渐减小,最终产物为糖醛酸,其浓度不断增大。不同时间的降解产物均能促进内皮细胞的增殖。藻酸盐医用敷料体外降解比较快,完全降解的最终产物为糖醛酸,其降解液可以促进内皮细胞的增殖、分化,提高细胞新陈代谢能力,增加新细胞的再生速度,促进伤口的愈合。     

血浆中与运动相关的同型半胱氨酸含量分析检测的新方法

基于氯乙酸修饰的荧光素设计了一种新型荧光化学传感器(CACFC),该荧光传感器通过巯基和胺基的双分子识别来选择性检测同型半胱氨酸和半胱氨酸。结果表明:在水-乙醇(V/V,1/10)体系溶液中,CACFC的荧光强度与Hcy(40~280μmol/L)和Cys(20~280μmol/L)存在良好的线性关系。此传感器不仅成功实现了对活细胞中Hcy的荧光成像检测,而且可以有效用于动脉粥样硬化患者有氧运动前后血浆中同型半胱氨酸浓度水平的检测,为拓展其在生物医学领域的应用提供了新的研究思路。     

一种新型硫化氢近红外比率荧光探针的研制

设计合成了一种基于花色素染料的近红外比率荧光探针分子1,并将其用于活细胞内内源性和外源性硫化氢的检测.结果表明:探针分子1溶液中加入硫化氢时,因硫化氢对探针分子1中苯并吡喃部分的亲核加成破坏了其共轭体系,导致720 nm处的近红外(NIR)发射荧光强度降低.同时,其加成产物含有完整的半刚性香豆素荧光团,在503 nm处的绿色荧光强度显著增强.由于探针1的发射波长与半刚性香豆素的发射波长不同,因此在加入硫化氢前后有两个完全分离的发射峰,实现了对硫化氢的有效比率检测.当加入4.0μmol·L~(-1)硫化钠时,荧光强度增强了19.2倍.探针分子1对水溶液中的硫化氢的线性响应范围是0.1～4.0μmol·L~(-1)(R~2=0.993 9),检测下限为57.8 nmol·L~(-1).探针分子1对硫化氢比较敏感,响应时间为110 s,且有较好的选择性.此外,探针分子1还被成功应用于活细胞中内源性和外源性硫化氢的荧光成像.     

荧光标记的叶酸修饰壳聚糖纳米载体研制

制备荧光标记的叶酸偶联壳聚糖纳米粒,为抗肿瘤药物给药系统提供载体材料。通过叶酸活性酯与壳聚糖上的氨基反应,使叶酸与壳聚糖偶联。将异硫氰基荧光素与叶酸偶联壳聚糖进行化学嫁接,以离子交联法制成具有荧光的叶酸偶联壳聚糖纳米粒,并与肝癌HepG2细胞进行体外细胞实验。实验结果表明:叶酸活性酯用量和反应温度及试剂滴加速度是影响偶联比的主要因素;在叶酸活性酯与壳聚糖用量质量比为1:1,反应温度为30℃,滴加速度为2mL/min,反应时间为12h的条件下可得到偶联稳定的叶酸偶联壳聚糖;所制得的纳米粒粒径为290nm,形态规则,细胞荧光效果明显;此方法能用于制备荧光标记的叶酸修饰壳聚糖纳米粒载体。     

抗癌药物阿霉素的荧光发射光谱分析

利用蒽环类抗癌药物阿霉素的自发荧光可反映药物在细胞中的分布和相对剂量,利用特异性荧光探针Ｈｏｅｃｈｓｔ３３３４２（Ｈｏ．３３３４２）可标记活细胞ＤＮＡ,从而反映细胞所处周期时相及染色体的形态变化,但是在阿霉素和Ｈｏ．３３３４２共存在的细胞中,用ＭＰＶＩＩ型显微荧光分光光度计对药的的自发荧光和Ｈｏ．３３３４２的发射芝光进行光谱分析的结果表明：在紫外激发下,药物自我荧光与Ｈｏ．３３３４２荧光之间存在干     

基于点击化学的炔雌醇荧光传感器

炔雌醇是一种环境干扰物,高浓度的炔雌醇会对环境、生物等造成一定的伤害.根据Cu(I)可以催化炔雌醇与带叠氮基团的叠氮香豆素之间的点击化学反应(Cu AAC反应),生成具有1,2,3–三唑五元环的大分子结构化合物.由于整个分子中共轭结构的增加,使得反应后体系的荧光信号增强.通过检测反应前后荧光信号的变化,可以实现对炔雌醇的高灵敏检测.在最佳条件下,传感器的相对荧光强度与炔雌醇的质量浓度在0.1~2.5μg·L-1范围内具有良好的线性关系,检测限为0.05μg·L-1.