水溶性荧光聚合物纳米粒的制备及双光子成像

报道了一种能用于活细胞双光子荧光(TPF)成像的水溶性聚合物纳米粒。首先以含双羧基的萘酰亚胺作为交联剂和荧光标记试剂,通过对聚乙烯亚胺发生交联反应制备纳米粒子,然后对其结构形态、单双光子荧光性能及细胞毒性进行测试。结果表明,获得的纳米粒为球形,粒径为5~10 nm;以443或800 nm为激发波长,荧光发射波长均为536 nm;在pH 4.0~9.0范围内,其荧光无明显变化;在pH 7.4的溶液中和激发光为443 nm的条件下,对其连续测定1.2万次后荧光强度变化不超过1%,说明其酸碱稳定性和光稳定性较好;浓度在15 mg/L以下及与细胞作用时间在24 h以内细胞毒性较低。最后,用双光子共聚焦荧光显微镜观察了其在Hela细胞中的TPF成像性能。将Hela细胞与纳米粒共同孵育2 h后,在800 nm激光激发下,在细胞中可观察到其绿色荧光。此纳米粒可望用于靶向性双光子荧光成像探针的开发。     

用于细胞成像的双氰基二苯代乙烯衍生物双光子荧光银离子探针

双光子荧光显微成像兼具诸如近红外激发、暗场成像、避免荧光漂白和光致毒、定靶激发、高横向分辨率与纵向分辨率、降低生物组织吸光系数及降低组织自发荧光干扰等特点,显著地优于单光子荧光显微成像,为生命科学研究提供了更为便利的工具.因此双光子荧光探针适合于生物检测与成像.制备了衍生于二苯代乙烯的双光子荧光银离子探针,此探针以拥有异常大的双光子吸收截面(6TPA)的4-甲基-2,5-二氰基-4'-氨基二苯乙烯(DCS)作为双光子荧光母体,以6-芳基-3,9-二硫-6-氮杂癸烷(TAU)为Ag+配体.探针显示了大的δTPA(在MeCN中,950 GM)、对银离子有高的灵敏性与选择性、强的双光子荧光(790 nm激光激发时).探针的络合常数为IgK=5.76±0.05.探针能选择性地检测和成像活细胞中的游离Ag+,可用于细胞中微量Ag+的分析检测与成像.此探针为开发理想的双光子荧光探针提供了可供借鉴的平台.     

嘧啶基双光子荧光染料的设计合成与生物成像

生理条件下光学性质稳定的双光子荧光染料在生物成像领域具有广阔的应用前景。我们使用2,4-二甲基-6-羟基嘧啶与4-(N,N-二甲氨基)苯甲醛进行缩合反应,设计合成了具有双光子荧光性质的化合物2-[(1E)-2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基]-6-甲基-4(3H)-嘧啶(NHP)。通过质谱(MS)、核磁共振波谱(NMR)、紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱等技术手段表征了其结构,研究了其光物理性质,以及外部环境改变对其发射光谱的影响。结果表明,化合物NHP的最佳吸收峰位于400 nm,最佳发射峰位于540 nm左右,且荧光发射不受金属离子、氨基酸和pH等环境因素的影响。生物实验结果表明,化合物NHP细胞毒性较小,且具有很好的活细胞和果蝇脑组织成像效果,是一种较为理想的双光子荧光生物成像染料。     

双光子荧光探针

双光子吸收是指在强光激发下,介质分子同时吸收两个光子,从基态跃迁到两倍光子能量的激发态的过程。荧光显微成像是研究活体生物的重要工具,而最通常的细胞成像方法则是使用单光子激发荧光团的单光子显微成像。近红外光源激发的双光子荧光探针克服了单光子荧光探针的光漂白与光致毒而更适于生物检测与成像,为生命科学研究提供了更为锐利的工具。双光子荧光探针的作用机理包括分子内电荷迁移(ICT)、荧光共振能量迁移(FRET)、光诱导电子迁移(PET)与基团转换(GC) 4种方式。该文综述了双光子阳离子探针(Mg²⁺, Ca²⁺, Pb²⁺, Hg²⁺, Ag⁺, Fe³⁺, Zn²⁺, Na⁺, Cr³⁺)、双光子阴离子探针(F^-)、pH探针、双光子葡萄糖示踪器、双光子脂筏探针、双光子巯基探针、双光子半胱氨酸探针和双光子生物标记探针,以及双光子荧光探针在生物成像方面的应用,展望了双光子荧光探针的发展趋势与应用前景。     

功能化硅壳荧光纳米粒的细胞吞噬研究

合成了氨基聚酰胺-胺(PAMAM(G1.0))和酯基(PAMAM(G1.5))功能化的两种硅壳荧光纳米粒,通过透射电镜(TEM)、纳米粒度及动电位测定仪(zeta电势)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)和热失重分析仪(TGA)进行表征;通过透射电镜(TEM)、共聚焦显微镜(CLSM)、细胞计数试剂盒(CCK-8)实验、流式细胞计数法评价两种硅壳荧光纳米粒进入9L细胞能力的大小、在细胞内的分布情况以及细胞毒性.TEM分析表明,修饰的硅壳纳米粒大小约为60 nm左右,pH=7.4,氨基功能化的纳米粒zeta电势为+19.08,酯基功能化的为-9.01;FTIR和TGA实验进一步证明两种纳米粒被氨基和酯基的功能化.TEM和CLSM结果表明纳米粒主要存在细胞浆中,且能被溶酶体吞噬.CCK-8结果显示两种纳米粒的浓度高达1 mg/mL时仍无明显的毒性作用,且有促细胞增殖作用.流式细胞计数结果表明,细胞摄取纳米粒呈浓度和时间依赖性,氨基比酯基修饰的纳米粒更易进入细胞.     

双光子荧光探针研究及其应用

双光子荧光显微成像兼具诸如近红外激发、暗场成像、避免荧光漂白和光致毒、定靶激发、高横向分辨率与纵向分辨率、降低生物组织吸光系数及降低组织自发荧光干扰等特点而显著地优于单光子荧光显微成像,为生命科学研究提供了更为锐利的工具。而用于像离子的含量及其对生理的影响、离子参与的生理活动机制、离子与分子的作用、特定分子的分布及其相互作用等方面研究的双光子荧光探针,是实现成像的关键。双光子荧光探针的研究旨在促进双光子荧光显微镜应用的发展,促进生命科学、医学科学的快速发展,同时也带动双光子荧光探针所隶属的化学这一学科的发展。因此对双光子荧光探针的研究具有重要的理论和实践意义。该文综述了双光子荧光显微成像的优点、双光子荧光探针设计的原理及双光子荧光探针在离子分析方面的应用,并展望了这类荧光探针的发展趋势与应用前景。     

双氰基二苯代乙烯型双光子荧光汞离子探针

分别以双氰基二苯代乙烯(DCS)和双[2-(2-羟乙基硫基)乙基]氨(HSA)为双光子荧光团和汞离子受体,合成了双光子荧光汞离子探针(DHg),并对其结构进行了分析.实验结果表明,DHg在甲苯、乙腈和水中的荧光量子产率(Φ)分别为0.78,0.42和0.20,对汞离子的络合常数通过单、双光子荧光滴定分别拟合为lg K=5.47±0.02和lg K=5.34±0.02.DHg在水溶液中对汞离子具有优良的选择性和高的灵敏性,可用于中性环境中汞离子的检测.DHg的双光子吸收截面(δTPA)在水溶液中高达840 GM,可用于细胞中汞离子的检测与成像.     

多功能磁性纳米粒的合成、修饰及生物医学应用

多功能磁性纳米粒由于其独特的性质而受到广泛的关注。磁性纳米粒可以与荧光探针、生物靶向分子或抗肿瘤药物等相结合实现磁性纳米粒的多功能化,因此在多模式成像、癌症的靶向诊断与治疗中有较好的应用前景。本文介绍了磁性纳米粒的合成以及多功能磁性纳米粒的构建方法,重点介绍了核壳型、哑铃型和组合杂化型三种不同类型多功能磁性纳米粒的合成方法。多功能磁性纳米粒通常具有粒径小、超顺磁性以及荧光等独特性质,在此基础上对纳米粒表面进行稳定化和靶向性修饰后即可在多模式成像、特异性靶向药物输送、基因转染等生物医学领域得到应用。最后指出了当前研究中需要解决的问题。     

发光ZnSalen配合物在分子荧光成像中的应用进展

荧光分子探针的设计、合成以及应用是分子荧光成像领域重要的化学问题.本文从Znsalen配合物的基本性质出发,概述了Znsalen配合物结构与功能的关系,特别是其发光性质与分子结构及分子聚集状态的相关性及应用.针对Znsalen配合物的发光性质,展示了其应用于分子荧光成像和活细胞中分子事件监测的研究进展.这些最新研究表明,Znsalen配合物探针的细胞毒性低(利于活细胞成像)、发光效率高(适用于单、双光子成像)、发光可调(通过配体的修饰和分子聚集状态的调节),有望作为一类重要的发光金属荧光探针实现在分子荧光成像中的应用.     

毛细管电泳激光诱导荧光法优化量子点-转铁蛋白偶联体系及用于细胞标记

利用毛细管电泳激光诱导荧光(CE-LIF)表征了偶联剂N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS)及NHS和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)混合偶联剂对CdTe量子点活化效果的差异,优化了CdTe与转铁蛋白(Trf)的偶联条件,比较了CdTe-Trf,CdTe-BSA偶联物及CdTe量子点对Hela细胞的标记效果。结果表明:NHS活化后的量子点性能优于混合偶联剂EDC-NHS。31.2μmol/L Trf与CdTe形成的偶联物CdTe-Trf对Hela细胞的标记效果最佳。CdTe-Trf在4℃孵育20 min可快速标记在Hela细胞的表面;在37℃孵育7 h后,可进入Hela细胞内。说明所制得的CdTe-Trf偶联物具有Trf的生物功能,它可通过特异性识别并结合细胞膜表面的Trf受体而转入Hela细胞。而CdTe-BSA偶联物的标记不具特异性,CdTe则不能用于Hela细胞的标记。