荧光探针在细胞成像领域的研究进展

作者:杨媛;马拉毛草;马恒昌; 刊名:功能材料 上传者:李艳

【摘要】荧光成像技术是生物医学领域的重要研究手段,可对目标分子进行原位实时的监测,且这种方法具有无损伤、高特异性和高灵敏度,以及能在细胞水平获得更高的分辨率等优势。近年来,荧光材料在离子分子识别、医学诊断、生物分子检测以及生物成像等领域显示出了重要的应用价值,因此受到越来越多的化学和材料工作者的重视。综述了碳纳米材料、半导体量子点、稀土金属、有机荧光小分子、聚合物荧光纳米颗粒几种常见不同类型的荧光探针材料在细胞成像领域的应用,介绍了其发射波长、荧光量子产率、生物相容性、光稳定性、细胞毒性以及遗传毒性等特性。设计并合成发射波长较长、Stokes位移大、生物相容性好、光稳定性好、廉价的荧光探针将是荧光成像技术的主要研究方向。

全文阅读

文章编号:1001-9731(2018)09-09031-07 荧光探针在细胞成像领域的研究进展* 杨 媛1,马拉毛草2,马恒昌1 ( 1.西北师范大学 化学与化工学院,生态环境相关高分子材料教育部重点实验室, 甘肃省高分子材料重点实验室,兰州730070;2.西北师范大学 逸夫图书馆,兰州730070) 摘 要: 荧光成像技术是生物医学领域的重要研究手段,可对目标分子进行原位实时的监测,且这种方法具有无损伤、高特异性和高灵敏度,以及能在细胞水平获得更高的分辨率等优势。近年来,荧光材料在离子分子识别、医学诊断、生物分子检测以及生物成像等领域显示出了重要的应用价值,因此受到越来越多的化学和材料工作者的重视。综述了碳纳米材料、半导体量子点、稀土金属、有机荧光小分子、聚合物荧光纳米颗粒几种常见不同类型的荧光探针材料在细胞成像领域的应用,介绍了其发射波长、荧光量子产率、生物相容性、光稳定性、细胞毒性以及遗传毒性等特性。设计并合成发射波长较长、Stokes位移大、生物相容性好、光稳定性好、廉价的荧光探针将是 荧光成像技术的主要研究方向。 关键词: 荧光材料;荧光探针;细胞成像 中图分类号: O63 文献标识码: A  DOI:10.3969/ ji.ssn.1001-9731.2018.09.006 0 引 言 荧光成像技术是生物研究和临床诊断中最广泛,最有力的可视化技术之一,具有选择性、可见性和可调性[ 1-2]。随着荧光探针的多样化及相关仪器的改进,荧光成像技术已广泛应用于分子、细胞及组织等不同层次的成像,即标记特殊离子,检测生物大分子,示踪活细胞的生物学行为、体内特殊器官或肿瘤的成像等[ 3-4]。 荧光探针现已广泛应用于化学传感[ 5]、光 电材 料[ 6]、分子检测[ 7]和生物活体成像[ 8]等领域。其中,对 于荧光成像技术而言,荧光探针扮演了十分重要的角色,起到对观察对象进行标记和示踪的作用。因此,设计并合成/制备出发射波长范围广、荧光量子产率高、生物相容性好、细胞毒性小等的荧光探针成为化学和材料工作者研究的热点,是重要的研究课题[ 9]。本文综述了近几年报道的荧光材料,主要包括无机荧光材料和有机荧光材料。无机荧光材料又包括碳纳米材料、半导体量子点、稀土金属等,有机荧光材料包括小分子荧光探针和聚合物荧光探针。这些材料因其优异的性能可应用于分子/离子检测、细胞器成像以及细胞行为学研究。 1 无机材料荧光探针 1.1 碳纳米荧光探针 1.1.1 富勒烯荧光探针 1985年Smalley等[10]报道了富勒烯之后,引起了 化学工作者极大的关注。2016年 Tan课题组[11]制备了一种水溶性荧光富勒烯( C60-TEG-COOH)包覆的介孔二氧化硅纳米粒子(MSN),用于pH 敏感药物释放和细胞荧光成像,如图1所示。在体外研究中,所制备的材料显示出优异的生物相容性并且载有 DOX 的 纳米载体表现出有效的抗癌能力。 1.1.2 碳量子点荧光探针 碳量子点(CDs)的发射波长横越可见光区和近红外区[12],具有细胞毒性低、光稳定性高等优异性质。 2015年 Tarasankar等[13]合成了 CDs,其发射波长为390nm,荧光量子产率达5.1%。如图2所示,作者用CDs对L929活细胞进行染色,用溴化乙锭(选择性地染色死细胞)进行对比,两部分之间几乎没有重叠,说明CDs是非常好的活细胞成像的荧光探针。 1.1.3 碳纳米管荧光探针 碳纳米管按石墨烯层数可分为单壁碳纳米管 ( SWCNTs)和 多 壁 碳 纳米管 (MWCNTs)。2015 年 A

参考文献

引证文献

问答

我要提问