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等离子体纳米探针在细胞成像中的应用.docx


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息的定位和定量表征。如图4(c)所示,纳米金和纳米银颗粒分别被修饰了针对不同胞嘧啶修饰形式的抗体,由于探针间距离靠近会引起光谱红移,利用高光谱暗场显微成像实现了单个细胞内染色质胞嘧啶羧基修饰(5-carboxylcytosine,5caC)的定量和空间定位,还得到了局部的修饰基团密度。研究者们通过比较不同细胞周期的成像结果,证明5caC这种表观遗传修饰在细胞周期中仍能保持稳定。图3暗场成像检测细胞表面受体分布(a)纳米金免疫标记ErbB跨膜蛋白[43],(b)纳米银标记EGFR受体蛋白分布密度[44],(c)纳米金RCA反应原位标记HER2蛋白分布[45]-fieldmicroscopy(a)ErbBtransmembraneproteinimmunolabeledbyAuNP[43],(b)EGFRreceptordensitymappedbyAgNPprobes[44],(c)InsitulabelingofHER2proteinsbyRCAreactionwithAuNPprobes[45]等离子体纳米探针在核酸成像分析方面也得到了广泛应用。Lee等[48]在粒径为40nm的纳米金表面分别修饰了两条DNA单链,它们能够与乳腺癌易发基因(Breastcancersusceptibilitygene1,BRCA1)的两段外显子(exon8和exon12)对应的mRNA序列互补结合。如图5所示,对于正常细胞内的BRCA1剪切形式,exon8和exon12相隔较远,结合的纳米金探针不容易发生耦合;而对于一些突变致癌类型的mRNA,由于exon9、exon10、exon11在mRNA剪接的过程中丢失,exon8和exon12序列相邻,结合的纳米金探针距离靠近,引起LSPR光谱发生红移。这一方法实现了对于不同形式mRNA剪接中间体的可视化,高灵敏的分辨。在最近的一项研究工作中,Li等[49]使用一对修饰有两段非对称DNA序列的、粒径为20nm的纳米金探针,这两个探针能够识别和结合同一mRNA分子的相邻序列。单个20nm的纳米金的LSPR散射光强度不足以被暗场显微镜捕捉,从而降低了游离探针的背景信号。当目标mRNA分子存在时,两个纳米金探针结合形成的纳米金二聚体发生等离子体耦合,散射光强度大大提高。研究者们成功地利用该探针在肿瘤细胞中检测到了单个mRNA分子。,特别适合活细胞实时成像,被应用于纳米颗粒的摄取和细胞内转运过程的研究。Qian等[50]依托活细胞暗场成像系统,对摄取了纳米金探针(30nm)的细胞进行了长达数十个小时的连续观察,捕捉到了修饰有核定位信号肽(NuclearLocalizationSignal,NLS)的纳米金进入细胞核的动态过程,并观测了完整的细胞分裂周期过程中PNPs的分布变化。纳米颗粒进入细胞后,普遍会发生团聚,聚集状态会对其生物学功能(如载药、光热治疗等)产生影响[51-52]。传统的荧光探针很难对纳米颗粒的聚集状态进行精确的分析。PNPs发生团聚时,聚集体内的粒子数与其散射光谱的波长存在相关性,这一特性被用来区分探针在细胞内的团聚程度。为了更准确地对暗场图像进行识别,研究人员将暗场图像从常用的红绿蓝(RGB)三色模型转换为包含有色度(Hue,H)、饱和度(Saturation,S)、亮度

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