利用基于扫描相机的荧光寿命成像显微技术研究细胞周期

利用基于扫描相机的荧光寿命成像显微系统,以细胞周期为模型,研究转染绿色荧光蛋白的HeLa细胞的荧光寿命。结果表明,处于周期内不同进程的细胞的荧光寿命为2.50~3.00 ns。处于分裂期的细胞的荧光寿命在1 h内从2.86 ns下降到2.82 ns;在DNA合成前期的8 h内,荧光寿命从2.82 ns下降到2.78 ns。荧光寿命的差异反映了细胞周期中核浆内大分子浓度的变化,对了解细胞周期的分子机制有一定的意义。     

荧光显微成像用于研究卵母细胞减数分裂过程

动力蛋白、微管蛋白以及染色体在卵母细胞减数分裂过程中起着重要作用,但目前传统荧光成像方法受到衍射极限的限制,分辨率较低,无法达到卵母细胞减数分裂对成像的要求。首先构建了卵母细胞体外正常成熟体系和原钒酸钠(SOV)作用下的异常成熟体系,然后基于共聚焦显微技术和随机光学重建显微技术(STORM)两种荧光成像方法,研究卵母细胞减数分裂过程中动力蛋白和微管蛋白的定位以及染色体的形态与结构。荧光显微成像结果表明:在正常成熟体系中,动力蛋白分布、微管蛋白形成的纺锤体以及染色体的形态与结构能反映卵母细胞发育的不同阶段;在SOV作用下,纺锤体结构异常率增加,出现桶状、细长、团缩、杂乱、梨状、多极等典型异常纺锤体结构,染色体结构异常率也相应增加。STORM结果更清晰地展现了纺锤体结构信息,三维STORM结果揭示了异常纺锤体的紊乱情况,该方法为卵母细胞减数分裂过程研究提供了精度更高的成像手段。     

靶向量子点的合成及其在活体成像研究中的应用

利用水相法制备CdTe量子点,在不同细胞培养基及不同pH值环境中对其进行了稳定性表征,研究了量子点对HeLa细胞增殖抑制率的影响,而后利用耦联转铁蛋白的量子点对HeLa细胞进行了靶向性标记,最后将量子点与葡聚糖耦联,通过透明背脊皮翼视窗观察其在血管内的动态过程。结果表明:合成的量子点发射谱峰值为660nm,在DMEM和M1640细胞培养基中具有良好稳定性,当缓冲液pH值由5升高到13时,量子点荧光强度先升高后下降;量子点浓度为13μg/mL时,HeLa细胞存活率高于80%;耦联转铁蛋白的量子点对HeLa细胞靶向作用明显;可观察到耦联葡聚糖的量子点在小鼠血管中的动态运动。该研究表明合成的量子点可成功用于活体成像。     

二次谐波成像及其在生物医学中的应用

二次谐波成像是近年发展起来的一种三维光学成像技术，具有非线性光学成像所特有的高空间分辨率和高成像深度，可避免双光子荧光成像中的荧光漂白效应，是一种理想的非侵入生物活体成像方法．生物组织的病变往往会引起微观结构的变化，而二次谐波信号对组织的结构对称性变化高度敏感。因此二次谐波成像对于某些疾病的早期诊断或术后治疗监测，具有很好的生物医学应用前景．介绍二次谐波成像的发展现状，生物组织中二次谐波信号的产生机理，二次谐波成像的实现手段及其在生物医学领域的应用．     

细胞传感器表面处理技术的研究进展

近年来,随着硅微机械加工技术的发展,国际上兴起了对细胞及细胞阵列传感器的研究。由于要分析单个细胞以及细胞网络间的功能性信息,对表面处理提出了更高的要求。针对国际上细胞传感器表面处理的最新研究成果,分析了多种处理方法应用于细胞传感器的可行性及面临的问题,同时,介绍了我们的一些研究结果和该领域的进展。     

基于光寻址电位传感器的单细胞传感器设计

为了测量细胞电生理特性和进行药物分析，提出了一种基于光寻址电位传感器（LAPS）的单细胞传
感器.用峰峰值为2 mV、频率为1 kHz的正弦信号模拟细胞动作电位，作为传感器的输入信号来观测系统的
灵敏度；采用涂敷法和改变器件表面粗糙度的方法，将细胞固定在器件表面以改善传感器灵敏度；选择1
μm/mL、10μg/mL两种质量浓度乙酰胆咸（Ach）作为大脑皮层神经细胞的刺激药物，检测在不同浓度药
物作用下神经细胞的动作电位.实验结果表明，涂敷法固定细胞提高了传感器的灵敏度，该细胞传感器能
够检测出模拟动作电位，并能够检测出不同浓度的乙酰胆碱.     

量子点偶联RGD用于喉癌血管的靶向活体成像

研究了偶联环状精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-D-苯丙氨酸-赖氨酸[c(RGDfK)]肽段的CdSe/ZnS量子点(QDRGD)对喉癌血管靶向成像。利用羧基与氨基反应将c(RGDfK)肽段与QD偶联;采用荧光分光光度计对QD-RGD在RMPI1640培养基和小鼠血清溶液中的光谱稳定性进行了检测;利用荧光显微镜检测QD-RGD对Hep-2细胞和MCF-7细胞上整合素αvβ3的靶向性;最后将QD-RGD尾静脉注射到小鼠体内,检测了其对皮脊翼视窗中喉癌血管的靶向性。结果表明QD-RGD的发射光谱在RMPI1640培养基4h内没有明显变化,在小鼠血清中24h内发射光谱的荧光强度仅下降了20%;对细胞荧光成像表明QD-RGD能特异性与细胞表面的整合素αvβ3结合;血管成像表明QD-RGD在注射2h后聚集在喉癌局部血管,24h后QD-RGD从血管中移除。该研究表明QD-RGD能用于活体喉癌肿瘤血管靶向成像,这为喉癌的靶向诊断和靶向治疗研究提供了参考。     

纳米颗粒在穿透血脑屏障研究中的应用

阐述纳米颗粒在血脑屏障相关的脑部疾病研究中的进展,分析应用在血脑屏障研究中的几类纳米颗粒,分别对治疗、诊断/追踪及多功能纳米颗粒的材料组成、功能特点和应用现状进行评述.介绍在靶向纳米颗粒穿透血脑屏障可视化研究中的成果,指出纳米颗粒在血脑屏障研究中的发展方向.