多种超分辨荧光成像技术比较和进展评述

所见即所得是生命科学研究的中心哲学,贯穿在不断认识单个分子、分子复合体、分子动态行为和整个分子网络的历程中。活的动态的分子才是有功能的,这决定了荧光显微成像在生命科学研究中成为不可替代的工具。但是当荧光成像聚焦到分子水平的时候,所见并不能给出想要得到的。这个障碍是由于受光学衍射极限的限制,荧光显微镜无法在衍射受限的空间内分辨出目标物。超分辨荧光成像技术突破衍射极限的限制,在纳米尺度至单分子水平可视化生物分子,以前所未有的时空分辨率研究活细胞结构和动态过程,已成为生命科学研究的有力工具,并逐渐应用到材料科学、催化反应过程和光刻等领域。超分辨成像技术原理不同,其具有的技术性能各异,限制了各自特定的技术特色和应用范围。目前主流的超分辨成像技术包括3种:结构光照明显微镜技术(structured illumination microscopy, SIM)、受激发射损耗显微技术(stimulated emission depletion, STED)和单分子定位成像技术(single molecule localization microscopy, SMLM)。这些显微镜采用不同的复杂技术,但是策略却是相同和简单的,即通过牺牲时间分辨率来提升衍射受限的空间内相邻两个发光点的空间分辨。该文通过对这3种技术的原理比较和在生物研究中的应用进展介绍,明确了不同超分辨成像技术的技术优势和适用的应用方向,以方便研究者在未来研究中做合理的选择。     

多吡啶类双核镍配合物的合成、晶体结构及抗癌活性

合成了2个相似的多吡啶类双核镍配合物[Ni_2(L)_2Cl_2](ClO_4)_2·3H_2O (1)和[Ni_2(L)_2Cl_2](PF_6)_2 (2)(L=N,N-bis(pyridin-2-ylmethyl)-4-(4-((pyridin-2-ylmethyl)amino)benzyl)aniline),通过X射线单晶衍射对其结构进行测定并解析,并利用元素分析、红外光谱对其进行表征。另外,通过噻唑蓝(MTT)比色法检验了 2个配合物对HeLa细胞、BGC-823细胞、NCI-H460细胞以及HepG-2细胞的体外毒性作用,结果表明2个配合物均对NCI-H460细胞表现出良好的毒性作用,IC_(50)值分别为(26.0±2.2)μmol·L~(-1)(1)和(31.3±2.7) μmol·L-~1 (2)。进一步通过Hoechst 33342染色、活性氧水平检测、线粒体膜电位的测定和分析探究了配合物1的抗肿瘤作用机制,结果表明,该配合物可能通过线粒体途径来诱导细胞凋亡从而对癌细胞产生致死作用。     

NaN_3对玉米萌发过程中超弱光子辐射的影响

为了解读植物种子萌发过程中超弱光子辐射信息的生物学意义,采用呼吸抑制剂NaN3处理萌发玉米种子,跟踪测量和分析了玉米种子萌发过程中超弱光子辐射中自发光子辐射和外界光诱导的延迟光子辐射的变化规律,同时研究了萌发玉米种子鲜质量的变化.结果发现,NaN3同步抑制了萌发玉米自发光子辐射和鲜质量的增长,造成萌发玉米延迟光子辐射的初始光子数和延迟光子辐射积分强度大幅度降低,相干时间减小.机理分析表明,NaN3对呼吸代谢电子传递链的抑制造成的自由基反应减弱是萌发玉米自发光子辐射减小的原因,自发光子辐射强度可以作为玉米萌发状态的信号,延迟光子辐射动力学参数的大小可以表征萌发玉米呼吸代谢的强弱,相干时间是种子细胞组织序性的量度,通过对萌发种子超弱光子辐射的采集和分析可以实现对萌发种子细胞代谢和功能状态变化的灵敏和无损检测.     

藤黄酸诱导肺癌细胞H1975凋亡的机制研究

目的 研究藤黄酸（GA）诱导人肺癌细胞H1975凋亡的分子机制,探讨氧自由基（ROS）和JNK信号通路在GA杀伤 肺癌细胞中的作用。方法 以人肺癌细胞H1975为研究对象,MTT法测定GA抑制细胞增殖的作用,Annexin V/PI 双染法测定细胞凋亡率,DCFH-DA 法测定ROS 含量,JC-1探针染色分析线粒体膜电位（MMP）,Western blot检测JNK 信号通路的激活和线粒体凋亡途径相关蛋白表达的变化。结果 GA 呈剂量依赖性抑制H1975细胞的增殖,各实验组细胞存活率与空白对照组比较,均有统计学差异（P＜0.05 或0.01）。1、2.5 和5滋mol/L GA 作用24h 后,细胞凋亡率分别为25.2%、51.8%和75.1%,剪切型凋亡相关蛋白cleaved caspase-9、cleaved caspase-3 和cleaved PARP 的表达随GA 浓度增高而显著增加,与空白对照组比较,均有统计学差异（P＜0.05或0.01）。GA 作用2h 后H1975细胞ROS 含量显著升高,磷酸化JNK（p-JNK）表达上调（P＜0.05或0.01）。GA 作用16h后各实验组细胞MMP 均明显降低（均P＜0.05）。GA 作用24h后实验组细胞线粒体凋亡途径相关蛋白Bax、Bak、Bik表达增加,而抗凋亡蛋白Bcl-2表达与空白对照组相比明显下降（P＜0.05 或0.01）。结论 GA 具有诱导H1975 细胞凋亡的作用,其可能机制是上调细胞内ROS含量,激活JNK 信号通路,进而引起MMP 降低和线粒体凋亡途径激活。     

P(HPMA-FMA)荧光探针制备、细胞毒性评估及细胞吞噬示踪检测

以甲基丙烯酰氯、三乙胺和荧光素反应得到荧光素甲基丙烯酸酯(FMA),将其与聚N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)以物质的量之比1∶10混合并通过引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)引发聚合反应,生成带有荧光探针的聚合物P(HPMA-FMA)。采用台盼蓝排染法评估了该聚合物的细胞毒性,荧光显微镜和流式细胞仪观察和检测了全反式维甲酸(ATRA)诱导HL-60细胞分化过程中,P(HPMA-FMA)被细胞吞噬后的荧光示踪效应。结果表明:P(HPMA-FMA)的细胞毒性极低,当P(HPMA-FMA)的质量浓度为4~16mg/mL时对细胞增殖无影响;当其质量浓度为30μg/mL时即可满足荧光显微镜定性示踪观察和流式细胞术定量检测所需要的荧光强度。     

PEG接枝氧化石墨烯的制备与细胞成像

通过酯化反应将不同分子量的聚乙二醇(PEG)接枝到氧化石墨烯(GO)表面,得到系列GO-PEG。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)对GO-PEG的结构和形貌进行了表征,用热重分析(TGA)测定了GO-PEG中PEG的接枝量。SEM结果表明GO-PEG的剥离程度高于GO。GO-PEG在磷酸盐缓冲溶液中具有良好的分散稳定性,稳定性与接枝量呈正相关。GO-PEG通过非共价键合作用对荧光素(Flu)的负载量可达1.75 mg·mg-1,且负载量受接枝量影响;另外,GO-PEG对Flu的释放行为具有pH值触发药物释放性能。将接枝PEG的端羟基与Flu共价键合,所得GO-PEG6000-Flu荧光探针实现了对HepG2细胞的成像。     

A fluorescent probe for Hg2+sensing in solutions and living cells with a wide working pH range简

In this paper, 2-carboxybenzaldehyde rhodamine B thiohydrazine(1) was synthesized and developed as a fluorescent probe to recognize Hg2+in DMF/H2 O(1:9, v/v) solution with high selectivity. The probe can be applied to the quanti?cation of Hg2+with a linear concentration range covering from 1.0×10-7mol/L to 1.0×10-5mol/L(R2= 0.9985) and a detection limit of 4.2×10-8mol/L. The experiment results show that the response of probe 1 to Hg2+is pH-independent in a wide range from 4.0 to 9.0. Moreover, the probe 1 exhibits excellent selectivity toward Hg2+over other common metal cations. Most importantly, the probe can be employed to monitor Hg2+in living cells using fluorescent imaging technique with satisfied results.     

Design of novel bis-benzimidazole derivatives as DNA minor groove binding agents

A new series of bis-benzimidazole derivatives were designed and synthesized.In vitro cytotoxicity evaluation showed that these compounds exhibited high activity against the selected tumor cells.Among them,compound 9 owned the best potential,its IC_(50) values being 5.95 μmol/L(mononuclear tumor cell line(U937)) and 5.58 μmol/L(cervical cancer cell(HeLa)).Fluorescence and UV-vis studies showed that compound 9 could bind into the minor groove of DNA.     

A facile electrochemical method for the synthesis of new sulfonamide derivatives of potential biological significance

The electrochemical synthesis of some new sulfonamide derivatives was carried out via the electrochemical oxidation of 2,3-dihydrophthalazine-l,4-dione （1） in the presence of arylsulfinic acids （2a and 2b） as nucleophiles. The results show that, the electrogenerated phthalazine-l,4-dione （lox） participates in a Michael type addition reaction with 2a or 2b and via an EC mechanism to produce the corresponding sulfonamide derivatives. This method provides a one-pot procedure for the synthesis of new sulfonamide derivatives of potential biological significance in good yields without using toxic reagents at a carbon electrode in an environmentally friendly manner.     

Synthesis of novel,azasugar-modified anthraquinone derivatives and their cytotoxicity

A series of novel, azasugar-modified 2-monosubstituted, 2,6- and 2,7-bissubstituted anthraquinone derivatives have been synthesized by the nucleophilic substitution of N-alkylamino azasugar with mono-, bis（2-chloroacetamido）anthraquinones. Their cytotoxic activities against HeLa and MCF-7 ceils were preliminarily evaluated and compound 9a with mono-azasugar pendant at 2-position showed similar activity to the control drug （Cisplatin）.