可固定性荧光探针:线粒体成像的可靠工具

线粒体是一种具有双层膜结构的细胞器,参与细胞新陈代谢过程的能量循环以及离子平衡过程,在细胞生理过程中具有极其重要的意义。一些小分子荧光染料/探针结构中带有正电荷,因受到线粒体内膜负电势的牵引而标记在线粒体上,为研究线粒体的形态或功能提供了重要的可视化成像工具。然而,大多数线粒体染料/探针对线粒体的靶向标记稳定性仍不够理想,因为线粒体电势处于不断的动态变化中,当电势降低时,对染料的亲和力相应降低。尤其在病理条件下(比如细胞凋亡)细胞代谢受到阻滞时,线粒体膜电势显著降低,阳离子染料将扩散离开线粒体,造成非特异性荧光。最近,Kim团队和本人课题组提出可固定线粒体探针的新概念,用活性基团将荧光分子探针通过共价键固定在线粒体中,开发了稳定靶向线粒体中的定量探测微环境p H值、粘度、膜电势荧光探针。我们认为,对于追踪和探测具有高度动态变化特性的线粒体而言,开发可固定的线粒体荧光分子探针是必然趋势,因此本文进行评述和展望。     

基于Nile Red的线粒体靶向性增强型硫化氢荧光探针及其细胞成像

硫化氢作为一类重要的信号分子, 除了在神经系统、炎症应激和心血管等生理系统方面发挥着调控作用之外, 还对线粒体ATP酶的活性和抗氧化应激起着重要的调节作用. 为了实时定量的检测线粒体中的硫化氢, 本文报道了一个可以定位于线粒体并检测外源硫化氢的荧光增强型荧光探针NRS. 探针NRS以尼尔红为母体通过引入吸电子的2,4-二硝基苯结构单元构建了基于光诱导电子转移(PET)机理的荧光探针. 探针NRS表现出快速的硫化氢响应性和较高的硫化氢选择性, 不受其他活性氧、活性氮、阴离子以及金属离子等物种的干扰. 随着硫化钠的加入, 探针NRS的最大吸收峰由565 nm蓝移至550 nm, 溶液由紫色变为红色; 同时在640 nm处的荧光光谱强度不断增强, 当硫化钠的浓度处于32～176 μmol·L^-1范围内, 荧光强度与硫化钠的浓度呈现出较好的线性关系. 细胞染色实验表明, 探针NRS能够进入到细胞内部, 具有细胞膜的透过性; 与Rh123进行共定位成像进一步证明探针NRS能够定位于细胞的线粒体中并检测硫化氢.     

新型阳离子脂质体制备及应用研究

阳离子脂质体是目前使用最广泛的脂质体之一,作为载药系统,已被广泛应用于临床诊断和治疗。作为纳米型载体,它既可以包载基因/药物,也可以包载诊断试剂,还可以两者同时包载。将阳离子脂质体应用于医药,既可以提高药物的体内稳定性,有利于药物在体内的长循环;又可以缓释药物,延缓肾代谢,降低药物的毒副作用。本文检索了近年来国内外关于阳离子脂质体制备研究的相关文献,分析和归纳了包括固醇衍生物阳离子脂质体、氨基酸/多肽阳离子脂质体以及含糖阳离子脂质体等多种类型的新型阳离子脂质体的制备和应用研究,以便为将来的深入研究提供参考和借鉴。     

新型萘酰亚胺类硫氰酸根离子荧光探针的合成及应用

设计合成了一个萘酰亚胺类SCN^-离子探针NNN,其合成方法简单,条件温和。能够在水溶液中专一识别SCN^-离子,检测浓度最小可以达到20 μmol/L,随着SCN^-离子的加入,化合物NNN吸收光谱蓝移了60 nm,从黄色变为无色,这种明显的颜色变化,有利于可视观察。通过双波长比例变化,可以实现SCN^-离子20 μmol/L~0.8 mmol/L范围内的定量检测。SCN^-离子能够猝灭化合物NNN的荧光,荧光强度前后变化明显,荧光量子产率由原来的0.33减弱到0.02。通过荧光光谱和吸收光谱两种手段实现对SCN^-的检测,选择性好,灵敏度较高。     

中孔石墨碳负载TiO2复合材料光催化降解罗丹明B和苯酚

以26nm单分散的SiO2球为模板,苯乙烯为碳源,Ni为催化剂,在950℃合成了比表面积为298.2m2/g的中孔石墨碳材料.采用粉末X射线衍射、低温N2吸附、热重分析和透射电镜等对碳材料进行了结构表征.结果发现,通过Ni的催化作用,可在较低温度下得到高度石墨化的中孔碳材料.采用溶胶-凝胶法将TiO2负载在中孔石墨碳材料上,形成TiO2/石墨碳复合材料.以罗丹明B和苯酚的光催化降解为探针反应,考察了TiO2/石墨碳复合材料的光催化降解活性.结果表明,在紫外光照射下,罗丹明B和苯酚在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学,复合材料对罗丹明B和苯酚的光催化降解活性明显高于相同条件下制备的纯锐钛矿型TiO2.     

基于激发态能量转移机理比率型荧光探针的研究进展

激发态能量转移(Excitation Energy Transfer,EET)作为一类重要的光物理现象,被广泛用于比率型荧光探针和分子灯标的设计以及DNA检测等多个领域.影响EET效率的两个重要因素是供受体间的空间距离和光谱交盖,通过调节供受体间的空间距离或光谱重叠程度来调控能量转移过程,实现对目标客体的双波长比率检测.综述了基于不同供受体荧光团的EET体系、供受体间的连接方式对能量转移效率的影响,以及通过调控供受体间光谱重叠程度或空间距离,获得识别不同客体的比率型荧光探针,并对EET机理的比率型荧光探针的设计以及未来在生物成像和医学检测等领域的应用进行了展望.