葡聚糖及其衍生物对大麦细胞电融合的影响

葡聚糖及其衍生物对大麦细胞电融合的影响①王伟江志裕＊（复旦大学化学系上海２００４３３）细胞融合是指用人工方法使两个细胞融合成一个细胞的过程［１,２］．体细胞融合可在不同种,不同属,甚至更远的生物间进行,所得到的细胞可具有新的特性．对于植物细胞,有望通...     

基于SOI基底的高通量细胞电融合芯片

提出了一种以MEMS技术为基础, 可在低电压驱动条件下工作的创新型细胞电融合芯片. 该芯片的设计原理在于通过缩短微电极间的间距, 在低电压条件下获得足够强度的排队和融合电场强度. 原型芯片以SOI硅片为加工材料, 通过刻蚀方式在顶层低阻硅形成微电极和微通道; 在微电极上沉淀2 μm厚的铝膜以降低电阻率, 提高导电性; 通过PECVD方法形成150 nm厚SiO2保障铝膜的抗腐蚀性及芯片生物相容性; 芯片最终采用DIP法进行封装. 在该芯片上进行了低电压(传统电融合设备工作电压的1/20)驱动条件下的基于介电电泳的细胞排队实验及后期的细胞电融合实验, 结果表明, 细胞多以两两结合的方式排列, 与传统的细胞融合电仪器相比较, 降低了多细胞排队概率, 进而减少了传统电融合设备多细胞融合的概率, 为细胞高效率融合奠定了基础. 在加载的低电压短脉冲信号后, 微通道中形成了高压短脉冲电场, 在脉冲作用下, 烟草原生质体细胞在微通道中发生了融合, 融合时间(2 min)远低于传统电融合方法(10~30 min), 融合率远远高于传统的PEG方法(融合率小于1%)和传统电融合方法(利用BTX ECM 2001细胞电融合系统得到, 融合率小于5%).     

IBRS2细胞电融合及融合过程研究

单层贴壁培养的IBRS2细胞在高压脉冲电场的诱导下,能发生大规模的融合。当脉冲强度达1.7kV/cm,脉冲宽度达100μs,脉冲个数达4,电击液中含lmol/LMg~(2+)时,融合率可达90％以上。电击液中钙、镁离子的浓度对细胞的电融合亦有明显的影响。实验表明,钙离子能抑制IBRS 2细胞的电融合并降低细胞对电脉冲的耐受能力。反之,镁离子则能促进IBRS 2细胞的电融合并提高细胞对电脉冲的耐受能力。仔细的实验观察表明,IBRS 2细胞的电融合是一个十分复杂、缓慢的动态过程。依据实验结果,我们对该种细胞的电融合过程和机制提出了一种可能的解释。     

小鼠2-细胞胚胎电融合的研究

本试验对影响小鼠2-细胞胚胎电融合诸因素进行了研究。胚胎细胞融合面与两电极相平行或相垂直;胚胎细胞在0.3 mol/L甘露醇液、0.25mol/L蔗糖液和杜氏磷酸缓冲液(PBS)中;当电脉冲的持续时间为80μs,电场强度为0,800,1000,1200,1400和1600V/cm时以及当电脉冲的电场强度为1200V/cm,持续时间为10,20,40,80,160和320μs时,胚胎细胞融合效果的比较结果表明:融合面与两电极相平行,以0.3mol/L甘露醇液为融合液,电脉冲在1000—1200V/cm,20—160μs范围内的条件下,可获得满意的胚胎细胞融合率(88.6—94.5％),平均为92.2％。     

高效细胞电融合芯片中的电场分析

细胞电融合芯片内的电场分布对细胞的控制及细胞融合效率有非常重要的意义,它是该类芯片设计的主要因素。电场分布主要由芯片内微通道和微电极的结构决定。在一个新研制的融合芯片中,采用大量微电极构成的阵列来提高融合效率。由于电极数量很多,微通道和微电极的结构和形状复杂,理论计算芯片内部电场分布具有较大难度。利用ANSYS有限元分析软件,对细胞电融合芯片中的电场分布进行模拟分析,得到其强度分布及变化梯度。通过不同设计的对比分析,提出了更加适合于细胞电融合的电极阵列结构模型——矩形梳状交叉微电极阵列,为高效细胞电融合芯片的实现奠定了基础。在矩形梳状交叉微电极阵列原型芯片的实验研究中,细胞融合(植物原生质体融合)效率约为40%,超过了传统的化学融合(小于1%)、电融合(小于10%),以及最初所采用的矩形对称梳状电极(小于20%)。表明在该融合芯片上可以实现高效的细胞电融合。     

细胞电融合芯片技术的发展及展望

细胞电融合芯片技术是最近十几年来发展迅速的一种细胞融合方法,它可以广泛用于遗传学、动植物远缘杂交育种、发育生物学、免疫学、医药、食品以及农业等领域的基础研究和应用开发。由于其不仅具有可控性强、操作简便、对细胞无毒害等优点,还比传统细胞电融合技术更安全、快捷、高效、便携、集成度高,而且便于实验观察,样本消耗少,因此,在国内外广受关注。本文综述了细胞电融合芯片技术的基本原理、实现方法、研究进展,并对其未来发展作了展望。     

基于薄膜电极的细胞电融合芯片

构建了一种薄膜电极阵列结构的细胞电融合芯片, 通过多聚物微通道底/顶层凸齿状的微电极, 以及多聚物微通道侧壁上溅射形成的一层离散式金属薄膜电极, 共同形成离散式"三明治"微电极结构. 该微电极结构可在微通道内部形成与传统凸齿状电极相似的非均匀分布的梯度电场, 通过介电电泳效应进行细胞控制及排队. 利用多聚物在芯片上填充了传统凸齿状电极的凹陷区, 克服了细胞在凹陷区无法有效排队与融合的缺点. 在芯片上利用K562细胞开展了基于介电电泳效应的细胞排队实验及基于可逆性电穿孔效应的电融合实验, 结果表明该芯片能够较好地实现细胞排队及融合, 融合所需控制电压低至10 V左右. 细胞排队率达99%以上, 几乎无细胞在绝缘物填充区(传统凸齿电极芯片的凹陷区)滞留, 细胞两两排队高于60%, 细胞融合效率约为40%, 比传统的细胞电融合方法和凸齿电极芯片有较大提高.     

微电极阵列芯片的脂质体电融合研究

利用旋转蒸发法制作基于大豆卵磷脂的一种大型脂质体,在微电极阵列芯片上进行脂质体电融合实验研究.在电融合过程中,利用介电电泳力实现脂质体在微流控芯片中的排队,再利用高场强的电脉冲使脂质体膜发生可逆性电穿孔,在持续的介电电泳力作用下,使穿孔的脂质体实现融合.芯片上脂质体的融合率可以达到20％左右.而且,玻璃基底材料和低深宽比的通道结构更有利于脂质体融合过程的观察与控制.     

用同步荧光光谱法定量测定细胞色素C

采用同步荧光光谱技术研究了细胞色素C(Cyt C)的同步荧光光谱特性,发现在波长差Δλ=20nm时表现为酪氨酸(Tyr)残基的荧光峰,在Δλ=80nm时为色氨酸(Try)残基的荧光峰。同时考察了浓度对Cyt C同步荧光光谱的影响,为Cyt C的定量测定打下基础。     

用同步荧光光谱测定量测定细胞色素C

采用同步荧光光谱技术研究了细胞色素Ｃ（ＣｙｔＣ）的同步荧光光谱特性，发现在波长差△λ＝２０ｎｍ时表现为酷氨酸（Ｇｙｒ）残基的荧光峰，在△λ＝８０ｎｍ时为色氨酸（Ｔｒｙ）残基的荧光峰。同时考察了浓度对ＣｙｔＣ同步荧光光谱的影响，为ＣｙｔＣ的定量测定打下基础。     

荧光标记染料

荧光标记染料在生命科学领域具有极大的应用前景，基因芯片的研究开发使荧光染料应用于药理研究、药物毒性、药物靶标研究、医学诊断等领域。本文对荧光素、若丹明、菁染料等核酸及蛋白质分析检测用荧光标记染料的结构、性能及其应用特点作了较为详细的介绍。     

健那绿的荧光光谱特性研究

本文研究了酸度、离子强度、介质等因素对健那绿荧光光谱的影响。发现随着体系酸度的增加,健那绿的荧光强度呈增强趋势,但在pH>4.54后,体系的荧光强度会发生波动。体系的离子强度不仅会影响健那绿的荧光强度,也会使发射波长红移。体系中乙醇的存在会使健那绿的荧光强度增强。测得健那绿在水和乙醇中的荧光量子产率分别为0.10～0.26和0.25～0.50,荧光偏振分别为0.11和0.04。     

一类新偶氮胂酸型试剂与铍的荧光性能研究

本实验鉴定了四个新荧光试剂，并对其与铍的荧光性能进行了研究。结果表明，４－，ＡｓＡ－８Ｑ５Ｓ是铍的优良试剂，它与铍在ｐＨ７．０的硼砂体系中形成１＋１的稳定络合物，其λｅｓ／ｅｍ为４７４／５４４ｎｍ，检测下限为２．６×１０＾－＾９，该体系用于直接测定水中的铍，结果满意。     

荧光光谱法研究纳米二氧化钛光催化降解核壳型CdSe/ZnS量子点

在光诱导条件下,利用纳米二氧化钛(P25)对荧光物质核壳型CdSe/ZnS量子点进行光催化降解实验,通过荧光光谱法与传统分光光度法对比研究,测定降解液的吸光度来进行分析与评价降解率,从而判断降解程度和效率.光催化降解结果表明:对荧光物质CdSe/ZnS量子点的荧光淬灭程度(F/F0)与反应时间(t)呈线性关系,符合CdSe/ZnS量子点光催化降解动力学拟合方程,证明了荧光光谱法与传统吸光光度检测结果的一致性.建立了一种高效灵敏检测光催化降解荧光物质方法,有助于分析荧光物质的光催化降解机理,为光催化降解其它荧光物质的相关研究提供参考.     

Study on the Inhibitory Activity of a Synthetic Defensin Derived from Barley Endosperm against Common Food Spoilage Yeast

In the food industry, food spoilage is a real issue that can lead to a significant amount of waste. Although current preservation techniques are being applied to reduce the occurrence of spoilage microorganisms, the problem persists. Food spoilage yeast are part of this dilemma, with common spoilers such as Zygosaccharomyces, Kluyveromyces, Debaryomyces and Saccharomyces frequently encountered. Antimicrobial peptides derived from plants have risen in popularity due to their ability to reduce spoilage. This study examines the potential application of a synthetic defensin peptide derived from barley endosperm. Its inhibitory effect against common spoilage yeasts, its mechanisms of action (membrane permeabilisation and overproduction of reactive oxygen species), and its stability in different conditions were characterised. The safety of the peptide was evaluated through a haemolysis and cytotoxicity assay, and no adverse effects were found. Both assays were performed to understand the effect of the peptide if it were to be consumed. Its ability to be degraded by a digestive enzyme was also examined for its safety. Finally, the peptide was successfully applied to different beverages and maintained the same inhibitory effects in apple juice as was observed in the antiyeast assays, providing further support for its application in food preservation.     

金属离子协同效应对血红蛋白分子荧光光谱的影响

本文采用荧光光谱法对血红蛋白(Hb)与Zn^2 、Cu^2 、Ag^ 三种离子的单一离子及混合离子的相互作用进行了研究。结果表明,Zn^2 对Hb有较强的荧光增强作用,Cu^2 具有较强的荧光淬灭作用,而Ag^ 有较弱的荧光淬灭作用;在二元金属离子与Hb的混合体系中,由于金属离子与Hb之间存在竞争配位作用或离子之间相互制约及协同效应,使混合体系中Hb的荧光光谱变化较单一金属离子有明显的差异。     

荧光探针法研究PEO-PPO嵌段共聚物胶束的特性

利用十六烷基罗丹明B作为主要荧光探针，研究了水溶性嵌段共聚物PluronicF－68在水溶液中的胶束化行为．研究表明：PluronicF－68形成胶束的临界胶束浓度与温度有极大关系，随温度的升高，其CMC值急剧下降，并且温度对胶束的性质也有很大影响，温度升高可导致胶束的微观粘度增大，表现出很强的负粘－温效应，并发现引起这种负粘－温效应的主要原因是PluronicF－68分子中聚环氧乙烷（PEO）链随温度升高亲水性变差引起其收缩所致，而由聚环氧丙烷（PPO）形成的内核的微观粘度随温度的升高略有下降．     

荧光探针法研究PEO-PPO嵌段共聚物胶束的特性

利用十六烷基罗丹明Ｂ作为主要荧光探针，研究了水溶性嵌段共聚物Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－６８在水溶液中的胶束化行为，研究表明，Ｐｌｕｒｏｎｉｃ－Ｆ－６８形成胶束的监界胶束浓度与温度有极大关系，随温度的升高，其ＣＭＣ值急剧下降，并且温度对胶束的性质也有很大，影响温度升高可导致胶束的微观粘度增大，表现出很强的负粘－温效应，并发现引起这种负粘－温效应的主要原因是Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－６８分子中聚环氧乙烷（ＰＥ     

Polyazapodands Derived from Biphenyl. Study of their Behaviour as Conformationally Regulated Fluorescent Sensors

Eight new polyazapodands containing a 4,4′-substituted biphenyl moiety have been synthesised. Four (7, 8, 9 and 11) are functionalised on positions 4 and 4′ with a nitro group and four (1, 2, 3 and 10) with a dimethylamino substituent. Comparison of the emission behaviour of 1, 2, 3 with that of the reference compounds 10 and tetramthylbenzidine, clearly suggests that a modification in the dihedral angle between the biphenyl rings is an important factor in determining the fluorescent response of the molecule. The fluorescence is pH dependent, due to the formation of intramolecular hydrogen bonds between protonated aliphatic nitrogens and a carbonyl oxygen, which influences the aforementioned dihedral angle. A crystal structure resolved by X-ray diffraction of 7·2HCl has been determined, and confirms the dependence of the angle and the rigidity on the hydrogen bonding. The complexation properties of these ligands have been studied with Zn²⁺, Cd²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺ and Pb²⁺, which show that the number of amino groups within the pendants has a strong influence on the nature of the complexation and the fluorescent response of each ligand.