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碳量子点在口腔医学领域的应用前景展望
碳量子点是由碳原子通过排列组合形成的一类粒径小于10nm,自带荧光的纳米材料,可透过细胞膜进入细胞.碳量子点表面有诸多功能基团及化学键,赋予其良好的理化性能和生物相容性;其具备低毒性甚至无毒性,不会对细胞产生明显杀伤作用.利用碳量子点此类优越性能,可用于细胞生物成像.碳量子点与某些离子、分子之间可形成化学键或静电吸附,结合外源物质后其荧光强度发生变化,从而起到荧光探针的作用,用以检测外源物质的含量.碳量子点还可与各种药物结合,作为药物载体进入细胞释放药物,达到治疗疾病的目的.结合碳量子点的这些特点,可应用于口腔医学领域的研究,探索其对口腔组织各种细胞增殖、分化、凋亡、迁移等的影响;对牙科材料、药物成分进行检测;与化疗药物结合形成载药复合体,应用于口腔癌的治疗.本文将就碳量子点在口腔医学领域的潜在应用作以综述.
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细胞活性氧荧光探针研究现状
活性氧(reactive oxygen species,ROS)在机体多种病理生理过程中发挥重要作用,根据ROS种类、含量和亚细胞定位的不同可产生不同的效应.特异性地量化和定位ROS对深入了解其在不同病理生理过程中的作用具有重要意义.目前,已研发多种荧光探针并广泛用于标定细胞内ROS.然而,由于技术手段的限制,这些探针在特异性及稳定性等方面还存在一定缺陷.在ROS相关研究中,如不能正确认识这些探针的特性、缺陷并合理选择,可能会对研究结果造成影响.该文对现有细胞ROS荧光探针的优劣进行总结,并重点分析了线粒体靶向探针的特性,为ROS相关研究的开展提供参考.
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一种基于流式细胞仪平台荧光共振能量转移技术的Caspase-8活性检测荧光探针
荧光共振能量转移技术(fluorescence resonance energy transfer,FRET)作为一种经典的荧光检测技术,已经广泛运用于生物科学研究中,开发了一系列基于FRET技术的荧光检测探针.半胱氨酸蛋白酶家族(cysteine aspartic acid specific protease,Caspase)在细胞凋亡通路中发挥着十分重要的作用,尤其是位于死亡受体介导的凋亡通路起始位置的Caspase-8,它的激活能引发后续的一系列Caspase酶原的激活并引起细胞的凋亡.因此,Caspase-8活性的检测在细胞凋亡检测中具有非常重要的意义.本文基于蛋白酶类FRET荧光探针原理设计了一个能检测活细胞内Caspase-8活性变化的荧光探针,并且在流式细胞仪上利用FRET技术检测了细胞凋亡诱导剂特异性激活的Caspase-8活性,从而证明了所构建的探针检测Caspase-8活性的有效性和特异性.结果表明,所设计的探针能够特异性地响应细胞凋亡诱导中引起细胞内Caspase-8酶活性的变化,并且能够利用流式细胞技术得以快速定量检测.本研究为在活细胞中检测Caspase-8活性提供了一种更加方便快捷的检测方法.
关键词： 荧光共振能量转移技术 细胞凋亡 Caspase-8 荧光探针 -
基于BODIPY母核的羧酸酯酶1特异性荧光探针底物的设计研发
羧酸酯酶1 (carboxylesterase 1,CE1)是哺乳动物体内分布的一种重要的丝氨酸水解酶,广泛参与多种内外源性酯类化合物(包括胆固醇酯等内源物,以及酯类药物及杀虫剂等外源物)的水解代谢.本研究基于人羧酸酯酶1 (hCE1)偏好底物的结构特征,选取8-羧酸-BODIPY为荧光母核,设计合成了4种BODIPY-8-羧酸酯衍生物,进而通过单酶筛选和酶抑制实验考察了hCE1催化4种酯类底物的特异性.研究发现,BODIPY-8-羧酸酯的醇基部分越小,hCE1对底物的选择性越高,BODIPY-8-羧酸甲酯(BCM)和BODIPY-8-羧酸乙酯(BCE)均可以作为hCE1的特异性荧光探针底物.在此基础上,选择了水解速率更快的BCM为hCE1探针底物,进一步考察了BCM在人肝微粒体(HLM)和hCE1单酶中的水解动力学,并借助该底物开展了hCE1抑制剂的高效表征研究.研究发现BCM在HLM和hCE1中的酶动力学行为及Km值非常接近,表明hCE1是HLM中参与BCM水解的主要代谢酶.此外,抑制剂表征实验表明BCM可用于hCE1抑制剂的高效筛选与评价,且可用HLM代替hCE1单酶进行酶抑制剂的筛选与评价.
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流式细胞术在药物滥用研究中的应用
流式细胞术(flow cytometer,FCM)是70年代发展起来的一种对细胞、细胞器和生物大分子进行快速多参量分析的细胞定量分析技术.商品化的流式细胞仪从80年代初引进国内.其工作原理是:经荧光色素染色的细胞或其他生物微粒包裹在鞘液里,从内径50-100μm的喷嘴(本中心的FACS为美国BD公司产品,喷嘴为70 μm)逐个高速喷出,通过一个光源,进而通过各种光敏元件测量这些细胞或微粒所发射的散射光及荧光,经计算机分析和处理可得到多种信息参数.由于该仪器的多参数性、准确性、快速性和高纯度的分选性等特点,及近年多种单抗和荧光探针的开发,为流式细胞术的应用提供了更为有利的条件.特别是以荧光素标记的细胞标志分子(包括细胞表面CD分子,受体及其配基,离子及细胞内成分)经荧光探测器测定荧光后进行的定量分析,在免疫学、血液学、肿瘤学、临床检验学和基础科学如细胞凋亡、细胞抗药性、癌和抗癌基因、钙离子测量、细胞分选等及防治AIDS病研究方面都有成熟的应用.
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荧光探针法研究青蒿多糖及黄酮对DNA的保护作用
目的 对比研究湖南、北京、重庆等不同产地14种青蒿中多糖和黄酮类化合物对DNA的保护作用.方法 利用溴化乙锭(EB)作为荧光探针,检测14种青蒿中多糖和黄酮类化合物存在下DNA与EB混合液的荧光积分强度.药物分子与DNA相互作用程度可用作用常数D来表示,根据D的大小研究多糖和黄酮含量对DNA保护作用的影响.结果 经测定,水提液中多糖对DNA的作用强弱顺序为:湖南怀化＞北京＞山西榆社＞湖南种子(忻州种植)＞山西忻州室内培育蒿＞重庆(忻州种植)＞河北阜平＞山西定襄南庄＞重庆＞山西忻州卢野＞山西盂县＞山西阳曲灰蒿；醇提液中黄酮对DNA的作用强弱顺序为:山西忻州卢野＞湖南(忻州种植)＞山西忻州室内培育蒿＞重庆(忻州种植)＜山西忻州野生＞山西阳曲灰蒿＞山西定襄南庄＞重庆＞河北阜平＞北京＞山西榆社＞山西忻州铁杆蒿＞山西盂县＞湖南怀化.青蒿多糖、黄酮与DNA的相互作用呈现一定的量效关系.结论 研究表明:14种青蒿提取液均能与探针DNA/EB作用,但作用程度不同；D值越大,药物与DNA作用越强,反之越弱.
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用荧光参数表征牛血清白蛋白溶液的构象变化过程
目的 对牛血清白蛋白在盐酸胍中的构象变化过程进行研究,根据荧光参数的变化,建立蛋白构象与环境变化的关系,从分子水平探讨蛋白质构象变化而致不稳定的原因.方法 采用内源性荧光法,荧光淬灭法及荧光探针法研究牛血清白蛋白在盐酸胍中的构象变化过程.结果 在变性过程中,随着盐酸胍浓度的增加,牛血清白蛋白内源性色氨酸荧光峰位先蓝移后红移,荧光强度逐步衰减；8-苯胺基-1-萘磺酸-牛血清白蛋白结合物荧光峰位逐步红移,荧光强度逐渐衰减；丙烯酰胺对牛血清白蛋白的荧光淬灭常数KSV在盐酸胍浓度为0.5 mol· L-1时降至低3.469×108L· mol-1·s-1.结论 在盐酸胍诱导的变性过程中,牛血清白蛋白的色氨酸残基所处区域构象经历了一个先紧缩后舒展的三态过程.而8-苯胺基-1-萘磺酸探针结合位点与色氨酸残基可能位于牛血清白蛋白的不同区域,且构象变化更为灵敏.
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环丙沙星-铽配合物与脱氧核糖核酸相互作用研究
目的 研究环丙沙星-铽(Tb3+-CIP)与脱氧核糖核酸(DNA)的相互作用.方法 铽(Ⅲ)与环丙沙星反应形成的络合物与小牛胸腺DNA分子作用,进行扫描荧光光谱和紫外吸收光谱研究.并用改良后的荧光猝灭方程求算出Tb3+-CIP与DNA的结合常数.结果 Tb3+-CIP的紫外吸收光谱随DNA浓度增加产生明显的减色效应和红移现象;在290 nm处形成一等吸收点.DNA能显著增强Tb3+-CIP体系的荧光,结合常数KA=1.43×104 L·mol-1.结论 Tb3+-CIP可以与DNA相互作用,作用方式存在静电和插入两种模式.
关键词： 荧光探针 环丙沙星-铽配合物 小牛胸腺脱氧核糖核酸 键合模式 -
荧光共振能量转移新技术及其在药物筛选中的应用
目的 为了荧光共振解量转移(FRET)技术的进一步成熟发展,及其在药物筛选中的深入应用.方法 从FRET的基本理论出发,综述了FRET的新实验技术和新应用研究进展,包括时间分辨FRET,单分子FRET、FRET-荧光寿命成像(FRET-FLIM)技术等,以及FRET在高通量药物筛选、高内涵药物筛选等方面的新应用情况,并对FRET在药物筛选方面的发展进行了展望.结果 与结论 FRET技术已经在生命科学和药学的各个领域得到了广泛应用,对建立药物筛选模型、药物新靶点的研究具有重要价值.
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荧光探针包被法测定血浆硫化氢浓度
目的:在荧光探针的基础上建立一种简易的方法来检测血液中的硫化氢(hydrogen sulfide,H2S).方法:将荧光探针包被到96孔板上,冷藏待用.用饱和硫酸铵沉淀血浆或血清中的蛋白,离心后所得的上清液分别加到含包被探针和不含包被探针的微孔中,37℃避光孵育2h,然后使用分光光度计(波长λEx/λEm340/445 nm)读取微孔的荧光值,计算包被有探针和相应无探针微孔的荧光差值,根据标准曲线浓度计算出血液中H2S的浓度.结果:灵敏度和特异性测试表明,此方法检测灵敏度下限可以达到0.3μmol/L,血液中其他成分甚至其他含硫活性成分和含硫氨基酸等对此方法影响甚微.应用此方法检测188名健康成年志愿者的血清H2S浓度[(12.1±3.5)μmol/L,95％ CI:4.6 ～ 19.8 μmol/L],所得结果呈正态分布(单样本K-S检验,P＞0.1).对30名高血压患者和22名相匹配的健康志愿者血清H2S浓度检测表明,前者H2S浓度低于后者[(3.52±1.49) μmol/L vs.(10.23 ±2.76) μmol/L],差异具有统计学意义(配对样本t检验,t=9.937,P＜0.001).检测雄性Wistar大鼠血清[(19.66 ±2.32) μmol/L]和血浆[(18.67 ±2.07) μmol/L]以及动脉血[(19.34 ±0.51) μmol/L]和静脉血[(18.99 ±0.50) μmol/L]中的H2S浓度,结果表明雄性Wistar大鼠血清和血浆以及动脉血和静脉血两者差异都没有统计学意义(重复测量的方差分析,P=0.38).样品的重复性检测稳定性较好(两因素方差分析,P＞0.05).结论:此方法对检测血液中的H2S具有简单、高灵敏度、特异性和可重复性等优点,出结果快,可适用于大样本的高通量检测,满足实验室基础研究及临床一次性大样本H2S浓度检测的需求.
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应用共聚焦激光扫描显微镜对脑脊液淋巴白血病细胞线粒体的研究
目的通过共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)对脑脊液淋巴白血病细胞线粒体进行立体、动态、定量研究.方法将所观察的脑脊液细胞分为正常淋巴细胞组、急性淋巴白血病细胞组、鞘膜内注射治疗后急性淋巴白血病细胞组.以线粒体荧光探针Mitotracker Green FM标记后,得到线粒体的断层扫描图像、荧光强度地形立体分布图,定量测量线粒体的荧光强度值.结果急性淋巴白血病细胞(357.13+60.99)与正常淋巴细胞(269.38+5 6.11)、鞘膜内注射治疗后淋巴白血病细胞(317.41+57.57)相比,平均荧光值有非常显著性差异(P＜0.01),线粒体空间立体分布有明显差别.结论采用CLSM对中枢神经系统淋巴白血病的诊断、鉴别诊断、细胞分化程度和功能状态判断有一定意义.
关键词： 共聚焦激光扫描显微镜 荧光探针 线粒体 -
稀土铕荧光探针在检测阿魏酸哌嗪片中阿魏酸含量的研究与应用
目的 建立稀土荧光探针法测定阿魏酸哌嗪片中阿魏酸含量的方法.方法在336 nm和545 nm为激发波长和发射波长条件下,应用阿魏酸-荧光体系测定了阿魏酸的含量,与标准方法测得的结果进行对比.结果该方法线性关系良好,线性方程为:If=40.171C+15.566,相关系数r=0.994,结果比较满意.结论该方法简便、快速、灵敏,可作为制剂的含量直接分析方法.
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荧光探针及流式分选法追踪胰腺癌细胞增殖的研究
目的 应用羟基荧光素二醋酸盐琥珀酰亚胺脂(5,6-carboxyfluorescein diacetate,succinimidyl ester,CFSE)荧光探针及流式分选的方法追踪胰腺癌细胞增殖情况.方法 应用低血清培养法(0.5％)对细胞进行细胞周期同步化;利用CFSE染色追踪胰腺癌全基因组突变文库细胞增殖;并于一定的时间点,应用流式分选法分选增殖速度减慢细胞群;通过CCK-8法检测分选前后的细胞增殖曲线.结果 CFSE探针可均匀染色胰腺癌细胞,呈现较强的绿色荧光;在CFSE荧光探针染色后的不同时间点(0、48、96及144h),胰腺癌细胞荧光强度呈现逐级衰减趋势;应用细胞饥饿法对细胞进行同步化后,细胞呈现更好的同步化衰减趋势;在一定的荧光衰减时间点(144h),通过流式分选从细胞突变文库中获得了胰腺癌增殖减慢细胞群;CCK-8实验显示,相对于分选前的细胞,分选出的荧光强度强的胰腺癌细胞群增殖速度明显减慢(P =0.006).结论 CFSE荧光探针可很好追踪胰腺癌细胞增殖,结合流式分选法可获得肿瘤突变文库中的增殖减慢细胞群.
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量子点的单分子生物成像
半导体量子点（量子点）是纳米尺度的晶体，其具有独特的光物理性质，如荧光寿命较长、对光漂白有独特的稳定性、较大的带隙位移及狭窄对称的荧光谱峰，这些特性使量子点成为有前途的生物光学标记，如作为免疫荧光标记细胞和组织、DNA探针及单分子探针等。量子点可用于标记DNA序列或电化学检测蛋白质。该文就量子点的属性与毒性及其光学与电化学生物的分析应用，尤其是量子点在生物医学中的应用予以综述。
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荧光光度法在临床检验中的应用
目的：探究荧光光度法在临床检验中的应用价值。方法以铽离子—沙星类药物作为荧光探针，分析荧光光度法在血清中胆汁酸检测中的应用情况。结果金属离子等共存物质在与人体内浓度相近时，胆汁酸与铽—环丙沙星体系的相互作用并不明显，采用荧光探针方法测定胆汁酸，可用于测定血清中胆汁酸含量。结论以铽离子—沙星类药物作为荧光探针测量血清中胆汁酸具有可行性。
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实时荧光定量PCR技术及在植入前遗传学诊断中应用
实时荧光定量聚合酶链反应技术是一种基于荧光共振能量转移原理进行核酸定量的新型技术,常用荧光检测系统主要包括SYBR Green Ⅰ染料、Taqman探针、分子信标探针、蝎子引物探针、杂交探针、LUXTM引物、Amplisensor探针等.目前该技术已成功应用于胚胎植入前遗传学诊断的性别鉴定、基因型分析、基因突变检测和基因表达研究等方面,具有潜在的应用价值.
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量子点荧光探针在生物医学中的应用进展
量子点(半导体纳米微晶体)作为一种新型荧光探针,在生物医学领域中应用已引起国内外科学工作者的极大关注.文章主要概括了量子点优于传统荧光染料的特性、量子点荧光探针的生物标记方式及其在活细胞荧光标记及组织光学成像、肿瘤细胞示踪及检测、荧光免疫分析和微生物学等方面的应用,并对其在兽药多残留检测的发展前景进行了展望.
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量子点标记技术在动物体内的研究进展
量子点本质上是一种半导体纳米微晶体,是近年来出现的一种新型荧光标记物.与传统的有机荧光标记物比较,量子点亮度大、稳定性好及发射光波长较长并易于调控,作为一种荧光探针不仅为单个细胞的研究及成像提供了新的手段,更为在动物活体内开展研究提供了新的标记方法.重点概述量子点的生物特性及其在动物体内研究的有关进展.
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一种用于细胞成像检测Al(Ⅲ)的高选择性开关型烟酰肼类荧光探针
目的:基于烟酰肼席夫碱配体,开发一种灵敏度高、选择性强的新型铝离子荧光探针.方法:通过2-羟基-1-萘甲醛和烟酰肼的缩合反应,合成一个酰腙衍生物2-羟基-1-萘甲醛烟酰腙(IL),并通过红外和核磁氢谱验证其结构.HL可通过荧光光谱检测样品中的铝离子及通过生物成像检测细胞中的铝离子.结果:HL结合铝离子后形成2∶1的化合物,其荧光会发生显著的提高,并具有良好的选择性.基于密度泛函理论,通过计算验证其识别机制为激发态分子内质子转移(ESIPT)和分子内电荷转移(ICT).HL在低浓度下和铝离子具有很好的线性关系,检测限为2.3 nmol/L.结论:基于具有良好的铝离子检测能力,此烟酰肼席夫碱配体可作为荧光探针应用于医学检验领域.
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PEI修饰的量子点作为叶酸荧光探针的应用研究
目的:发展一种基于量子点的重现性好、灵敏度高、选择性强的检测叶酸的荧光探针.方法:以聚乙烯亚胺功能化量子点,使其表面拥有大量氨基,利用叶酸的羧基和量子点表面氨基的静电吸附作用导致的电子转移调控量子点的荧光.结果:该探针对于光照和pH变化均有良好的耐受性,而且对于叶酸的检测有良好的选择性,可以抵抗很多金属离子和小分子的干扰.2.0μmol/L叶酸的加标回收率在99％～104％.检测限为35 nmol/L,与同类型的叶酸荧光探针的佳检测限具有可比性.结论:基于PEI-QDs的叶酸荧光探针具有良好的重现性、灵敏度和选择性,有望成为替代液相色谱检测叶酸的高效、廉价分析手段.
