荧光/MRI双模态靶向成像诊疗试剂的制备

在聚乙二醇二胺(NH_2-PEG-NH_2)修饰的石墨烯量子点(GODs)表面以酰胺键偶联二乙基三胺五乙酸(DTPA)分子,之后将Gd~(3+)离子与其进行配合,得到了GODs-Gd(DTPA)复合纳米粒子,然后再通过酰胺键在GODs-Gd(DTPA)的表面修饰叶酸(FA)靶分子,最后进一步将阿霉素(DOX)通过π-π堆垛吸附在造影剂的表面,制备了FA/GODs-Gd(DTPA)/DOX荧光/MRI双模态靶向肺癌细胞成像诊疗试剂,通过透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱、荧光光谱和激光共聚焦扫描显微镜等手段表征了其形貌、发光性能和靶向成像性能。MRI、激光共聚焦扫描显微镜和MTT等结果表明,相对于正常的HLF细胞,所制备的FA/GODs-Gd(DTPA)/DOX纳米粒子能够靶向检测FA受体高表达的肺癌H460细胞,并具有明显的抗肿瘤活性。     

金纳米粒子的细胞毒性

金纳米粒子(AuNPs)是构建用于诊断和治疗的纳米药物/探针的理想纳米材料之一,因此研究AuNPs与细胞的相互作用具有重要意义。 本文详细分析了金纳米簇(AuNCs)、球形金纳米粒子A(AuNPss)、金纳米球壳(AuNSs)和金纳米棒(AuNRs)等不同形貌的Au NPs对不同细胞模型的细胞毒性;讨论了AuNPs的理化性质(大小、形状、化学功能和表面电荷)对其细胞毒性的影响。 总结了AuNP细胞毒性研究遇到的挑战并提出相应解决方法。     

肿瘤靶向的磁性荧光IR780-Fe3O4纳米颗粒用于循环肿瘤细胞的检测

循环肿瘤细胞(Circulating tumor cells,CTCs)的简单、快速分离和检测是目前临床研究中面临的一项挑战.本研究制备了具有肿瘤靶向识别作用的磁性荧光IR780-Fe3 O4纳米颗粒,并将其用于CTCs的分离和检测.通过电镜、荧光光谱仪和超导量子干涉仪对合成的IR780-Fe3 O4纳米颗粒进行表征;采用激光共聚焦显微镜和流式细胞仪对IR780-Fe3 O4纳米颗粒对肿瘤细胞和正常细胞的靶向效果进行了分析;利用激光共聚焦显微镜对IR780-Fe3 O4纳米颗粒在MCF-7细胞中的位置进行定位;并根据IR780-Fe3 O4纳米颗粒孵育后肿瘤细胞的荧光强度绘制标准曲线.研究结果表明,IR780-Fe3 O4能很好地靶向多种CTCs.细胞定位实验进一步表明,IR780-Fe3 O4主要靶向识别肿瘤细胞的线粒体.通过Fe3 O4磁性纳米颗粒偶联IR780建立的这种方法可很好地区分肿瘤细胞和正常细胞,并对模拟血液中的CTCs进行了分离和检测.     

基于光学成像技术的单颗粒电化学研究

光学显微镜技术具有高时空分辨率、高通量、高灵敏度、非接触等优点,十分适合于微观、异相界面的电子转移过程研究,因而在单颗粒电化学分析中展现出良好的应用前景.结合本课题组的研究工作,本文主要介绍了单分子荧光显微镜、表面等离激元共振显微镜、暗场显微镜及电化学发光四种光学显微技术在单纳米粒子电化学研究方面取得的最新研究进展,最后展望了光学显微镜成像技术的应用前景和挑战.     

NaYF_4:Yb/Er-碳纳米管功能纳米材料的制备、表征及其在肿瘤细胞的靶向检测和治疗中的应用

将叶酸分子(FA)和2,3-二巯基丁二酸(DMSA)修饰的稀土上转换发光纳米粒子NaYF4:Yb/Er通过酰胺键偶联在多壁碳纳米管(MWCNT)的表面,得到NaYF4:Yb/Er-MWCNT-FA功能化复合纳米材料,并通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)和共聚焦激光扫描显微镜等手段表征了其形貌、结构、发光性能和靶向成像性能.共聚焦激光扫描显微镜结果表明,相对于正常的HLF细胞,所制备的复合材料能够靶向检测叶酸受体高表达的宫颈癌Hela细胞.此外,将阿霉素进一步通过ππ堆垛吸附在此复合材料后,该载药体系具有明显的抗肿瘤活性,能够实现对肿瘤细胞的一步检测和治疗.     

微接触印刷技术在ITO基底上快速转移Au纳米粒子图案

采用无氰化学镀金法在聚二甲基硅氧烷(PDMS)印章表面镀金, 通过微接触印刷技术将PDMS印章上的Au 纳米粒子(AuNPs)分别转移到氧化铟锡(ITO)透明导电膜玻璃, 修饰了(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(MPTMS)的ITO基底(MPTMS/ITO)和表面电镀了铜膜的ITO(Cu/ITO)表面上, 同时形成有序的结构或者图案.通过场发射扫描电镜(FE-SEM), 原子力显微镜(AFM)和显微共聚焦激光拉曼光谱仪等对实验结果进行表征.结果表明, 该转移AuNPs的方法对基底表面特性并无特殊要求, 是一种简单、快速、无污染、低成本的AuNPs转移技术, 而且转移了AuNPs的ITO基底具有表面增强拉曼光谱(SERS)活性, 有望在SERS中有所应用.     

寡聚芴纳米粒子的制备、表征与细胞成像应用

利用Suzuki偶联反应合成了疏水性寡聚芴分子OF, 并对其在氯仿溶液中的紫外吸收和荧光光谱进行了表征, 表明其具有较大的摩尔吸光系数(1.08×10⁵ mol^-1·L·cm^-1)和高荧光量子产率(96%). OF分子分散到水中可形成纳米粒子, 动态光散射实验表明其粒径大小约为230 nm. 该纳米粒子在水相中仍保持了较大的摩尔吸光系数以及高的荧光量子产率. 我们利用MTT的方法对OF纳米粒子对人肺癌A549细胞的毒性进行了测试, 结果表明其具有低的细胞毒性, 因此可以用于细胞成像. 共聚焦激光扫描显微镜成像结果显示OF纳米粒子主要分布在细胞质中, 特别是在近核区域周围. 与溶酶体染料Lyso Tracker Red共定位结果表明OF纳米粒子主要存在于溶酶体中, 因此可以用于对溶酶体的特异性荧光成像.     

叶酸修饰的具有靶向功能的Mn_3O_4造影剂的制备及其在核磁共振成像中的应用

通过高温热解的方法制备出Mn3O4纳米粒子,再利用正硅酸四乙酯(TEOS)包硅改善其水溶性和稳定性,通过加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)使纳米粒子表面接入大量氨基,最后再连接增加磁性纳米粒子生物相容性的有机分子聚乙二醇(PEG)和靶向分子叶酸(FA),得到Mn3O4靶向造影剂.体外实验表明,该造影剂具有低的细胞毒性,并对宫颈癌细胞具有较好的磁共振增强成像效果以及主动靶向作用.     

内质网荧光探针研究进展

内质网作为亚细胞器在哺乳细胞生命活动中发挥重要作用.将内质网可视化,进一步检测其活性物质、微环境及生理过程,对于疾病的诊治具有重要的指导价值.近年来,内质网靶向荧光探针的设计与合成受到了越来越多的关注.当前已报道的内质网靶向荧光探针涵盖了单纯内质网成像、金属离子、小分子物质、大分子物质、微环境等.总结并介绍了近期报道的内质网靶向荧光探针的设计与合成工作,分析了内质网荧光探针在研究细胞生理过程中的应用,并展望了内质网靶向荧光探针的发展趋势.     

CD20靶向Cy7-Rituximab分子探针的制备及在小鼠活体荧光成像中的应用

以B淋巴细胞表面CD20抗原靶向的单克隆抗体Rituximab为载体, 通过共价键偶联荧光基团菁染料Cy7, 获得了新型荧光分子探针Cy7-Rituximab. 利用全光谱紫外-可见分光光度仪、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱等对该探针结构进行表征, 并通过激光共聚焦显微镜观察了其在弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)细胞中的摄取情况. 选用BALB/C裸鼠为模型, 尾静脉注射 Cy7-Rituximab, 通过活体荧光成像系统观察了其在小鼠体内的分布情况. 研究结果表明, 修饰后的Cy7-Rituximab保持了原有抗体的免疫活性. 活体荧光成像结果表明, 在CD20高表达的脾脏部位监测到该分子探针的特异性浓集.     

构建多模式全光谱暗场显微镜用于纳米单颗粒局域表面等离子共振实时动力学研究

金属纳米颗粒由于其局域表面等离子共振(LSPR),能显示出独特的光吸收和散射特性,常被应用于物理、化学和生物领域的分析检测。这类探针具有高强度、高稳定性,以及可以长时间成像观察等优势。对于单个金属纳米颗粒的LSPR光谱研究通常采用暗场显微镜(DFM)与光谱仪来观察。但是,现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置受限于自带照明光源的强度与光谱范围等原因,造成对散射信号较弱的样品光谱采集时间长、采集范围窄,例如,无法做到对粒径在30 nm以下的小颗粒纳米金进行实时观察。本文针对这一问题使用超连续激光器作为光源,使对单个金属纳米颗粒的光谱采集时间可以缩短至1 ms。此外,针对细胞功能成像的需求,增加了光片成像模式,通过切换滤块,能够实现荧光成像与暗场成像的共定位。     

电化学和紫外-可见吸收光谱法研究pH和金纳米粒子对细胞色素c的影响

制备了粒径均匀、平均粒子尺度为(4.7±0.6)nm,表面修饰3-巯基丙酸(MPA)的金纳米粒子(AuNPs).利用电化学和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱研究了pH和AuNPs对细胞色素c(Cytc)结构的影响.UV-Vis吸收光谱结果表明,pH为7.5-3.0时,Cytc和Cytc-AuNPs复合物的结构没有发生明显变化.当pH=2.0时,Cytc和Cytc-AuNPs复合物的Soret谱峰位置均发生明显移动,说明pH诱导其构象发生变化.循环伏安(CV)结果表明,表面修饰了MPA的AuNPs能促进Cytc和电极之间的电子传输,与修饰了柠檬酸根的AuNPs相比,其生物兼容性更好.pH的变化会引起CV中Cytc峰电流的改变和峰电位的移动.随着pH值的降低,Cytc电活性的量逐渐减小,并且pH诱导Cytc发生不可逆变性.AuNPs的引入使自由态的Cytc耐酸性增强,而使得吸附态的Cytc耐酸能力减弱.     

NiO在USY分子筛、γ-Al2O3及其 混合载体上的NO吸附行为和分布规律

运用红外技术和高斯函数对红外谱图进行分峰拟合,研究了对NiO在USY分子筛、γ-Al     

含寡聚腺嘌呤序列DNA探针在金纳米粒子上的固定及杂交性能

利用寡聚腺嘌呤序列(OAS)与金的强相互作用,在金纳米粒子(AuNPs)上固定不同密度DNA探针(DNAprobe),详细探究不同条件(OAS长度、AuNPs粒径、NaCl浓度等)下单链DNAprobe的固定效果,以及制备的纳米探针(Au-probe)与互补DNA目标分子(DNAtarget)的杂交性能.利用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、激光粒度仪等对制备的AuNPs的形貌、粒径、表面DNAprobe固定及杂交性能等进行了研究.结果表明,随OAS碱基数量由10增加到30和50,Au-probe上固定的DNAprobe数量降低.对粒径为10.2和24.3 nm的AuNPs,杂交效果最佳的NaCl浓度分别为300和25 mmol/L.随着AuNPs粒径增大,AuNPs单位面积上的DNAprobe固定量及DNAtarget杂交量均呈下降趋势.     

基于核酸适配体快速可视化检测大田软海绵酸

基于核酸适配体对大田软海绵酸(OA)的特异性靶向功能及核酸适配体对纳米金(AuNPs)聚集特性的影响,构建了以未修饰的核酸适配体为检测探针的定量可视化检测体系。通过分子对接,阐明了所用适配体的活性口袋结构及关键结合位点碱基序列。加入目标物OA后,适配体与其特异性结合,AuNPs失去吸附的适配体而在盐的作用下聚集变色。对NaCl浓度、核酸适配体浓度、Mg2+浓度等条件进行了优化。在最优的条件下,15 min即可快速检出OA,体系吸光度比值(A650/A520)与OA浓度在0～1.4 ng/mL范围内呈线性关系(y=0.5073x+0.2024,R2=0.993),检出限(LOD)为35 pg/mL (S/N=3)。方法可作为高通量筛查OA样品的快速检测方法。     

用金纳米粒子修饰硅纳米线及复合结构的光谱性质研究

在溶液中以正己硫醇作稳定剂, 利用HAuCl4与HF处理后的硅纳米线(SiNWs)的氧化还原反应, 在SiNWs表面负载金纳米粒子(AuNPs). 通过调整HAuCl4的浓度, 得到了AuNPs粒径从3.2到7.0 nm的AuNPs/SiNWs复合结构, 并对这种复合结构进行了紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究. 紫外-可见吸收光谱研究表明, 负载不同粒径的AuNPs的SiNWs在530～580 nm间有明显的由AuNPs表面等离子体共振引起的吸收, 且随着AuNPs粒径的增加, 该吸收峰发生红移. 负载前后的荧光光谱表明, 在红光和绿光区负载AuNPs的SiNWs的荧光峰与HF处理后SiNWs的荧光峰峰形相当, 峰位变化不大; 但在蓝光区, 不同于HF处理前后SiNWs的发射峰(464 nm左右), 负载了AuNPs的SiNWs在423 nm的位置处出现了强荧光峰, 这个峰是AuNPs费米能级的电子与sp或d带的空穴辐射复合产生的.     

利用去湿现象制备具有SERS活性的银纳米粒子图案

构建了具有表面增强拉曼散射(SERS)活性的二维有序环状与盘状的银纳米粒子结构, 利用CTAB包覆银纳米粒子的氯仿溶液直接在图案化的金基底上进行去湿, 当改变银纳米粒子的浓度时可以得到不同的图案. 利用原子力显微镜(AFM)对其结构进行了表征, 以4-巯基吡啶作为探针分子, 采用表面增强拉曼成像技术研究了这种基底的SERS活性, 这将为SERS的研究开拓新的领域.     

基于原子力显微镜的单分子力谱在生物研究中的应用

原子力显微镜被广泛应用于生物研究领域,基于原子力显微镜的单分子力谱可以在单分子、单细胞水平上研究生物分子内和分子间的相互作用。 本文介绍了原子力显微镜单分子力谱在生物分子间相互作用、蛋白质去折叠、细胞表面生物分子、细胞力学性质和基于单分子力谱成像等研究中的最新进展。     

基于树枝状分子及功能化金纳米粒子的电化学免疫传感器检测污泥中大肠杆菌

利用树枝状分子-金纳米粒子复合物修饰电极和金纳米粒子标记物构建电化学免疫传感器,用于污泥中大肠杆菌的检测.首先在玻碳电极表面电聚合对氨基苯甲酸,通过共价作用结合第Ⅳ代氨基末端的树枝状分子(G4-PAMAM),并在其内部载入金纳米粒子,制备修饰电极(GCE/p-ABA/PAMAM (AuNPs)),用于固定大肠杆菌.采用硫堇作为电活性物质包被金纳米粒子,用于标记二抗制备金纳米粒子标记物(Ab2-Au-Th).通过抗原-抗体之间的特异性识别作用,将一抗、金纳米粒子标记物依次修饰在电极表面,用差分脉冲伏安法测定硫堇产生的电流信号,实现对大肠杆菌的检测.在优化的实验条件下,响应电流与大肠杆菌浓度的对数在1.0×102～1.0×106 cfu/mL范围内呈线性关系,检出限为70 cfu/mL(S/N=3).利用本方法检测污水处理厂的不同污泥样品中的大肠杆菌,回收率为89.4％～ 105.8％.     

基于金纳米粒子探针比色法检测乙基谷硫磷

基于乙基谷硫磷在酸性条件下可以诱导金纳米粒子（AuNPs）发生聚集,建立了以AuNPs为探针、结合比色和分光光度法检测乙基谷硫磷的方法。通过改变氯金酸和还原剂柠檬酸钠的比例,制备了不同粒径的AuNPs。酸性溶液中乙基谷硫磷分子中-P=S键发生质子化,形成的-SH与Au形成S-Au键,使AuNPs发生聚集,溶液颜色由红色转变为蓝色。考察了乙酸-乙酸钠缓冲溶液的pH和浓度以及乙基谷硫磷与AuNPs的作用时间对AuNPs聚集程度的影响。在优化条件下,吸光度比值（A694 nm/A524 nm）与乙基谷硫磷浓度在0.392～0.603μmol/L范围内具有良好的线性关系,检出限为0.0782μmol/L。