荧光银纳米团簇的生物合成及其在痕量六价铬检测中的应用

【目的】利用季也蒙毕赤酵母ZJC-1合成银纳米团簇并用于痕量Cr(Ⅵ)的检测。【方法】使用经耐银驯化的季也蒙毕赤酵母ZJC-1生物合成荧光银纳米团簇,并对其结构和荧光性能进行了表征,探究Cr(Ⅵ)对银纳米团簇荧光的选择性猝灭作用,建立了银纳米团簇荧光强度与Cr(Ⅵ)浓度的线性关系。同时还考察了体系p H和其他金属离子对Cr(Ⅵ)检测的影响。【结果】Cr(Ⅵ)浓度在一定的范围内(1–80μmol/L)与银纳米团簇荧光强度(F_0–F)/F_0有着良好的线性关系(R~2=0.9821),线性方程为(F_0–F)/F_0=0.0054×C_cr(Ⅵ)+0.1876,检测限为184 nmol/L(信噪比为3)。利用该方法检测实际水样(松花江、马家沟河)中的Cr(Ⅵ),回收率介于97.73%–102.88%之间。【结论】以季也蒙毕赤酵母ZJC-1为还原剂和稳定剂,制备了具有较好荧光性能的水溶性银纳米团簇,基于Cr(Ⅵ)对银纳米团簇荧光的选择性猝灭作用,建立了一种快速且灵敏检测痕量Cr(Ⅵ)的新方法,并成功地应用于松花江、马家沟河水样中Cr(Ⅵ)的测定,在分析检测领域中具有良好的应用前景。     

有机荧光团及荧光标记细胞的阴极荧光成像研究

目的 阴极荧光（CL）成像是一种以电子束为激发源的高分辨荧光成像技术,但生物材料对电子束的敏感性限制了CL技术在生命科学中的广泛应用。为了研究和发展CL技术在生物样品中的应用,本文旨在通过探究电子辐照引起碳基材料的结构损伤、有机基团的降解及荧光猝灭等问题,深入理解电子源对有机荧光团的激发特性。方法 本研究应用扫描电镜（SEM）和阴极荧光谱仪系统（SEM-CL）,研究电子源对有机荧光团及荧光探针标记细胞的激发特性,观测了有机物的CL信号的发射特性、强度衰减、成像方式及特点。结果 实验结果显示,在低能量（2.5～5 keV）和低束流（～10 pA）电子辐照下,有机荧光微珠发射出较强的荧光,CL像分辨率达到～30 nm。荧光微珠经过12 min辐照,信号强度衰减了25%,CL像仍保持了可接受的发光强度和足够的信噪比。此外,还获得了从细胞表面到内部一定深度内,荧光标记的亚细胞结构信息。结论 在SEM-CL系统中,可以同时获得由电子束激发产生的电子像和CL像,实现阴极荧光与电子显微镜关联（CCLEM）成像。本实验的研究结果为CCLEM技术应用于生物结构研究提供了数据及技术支持。     

含Dsred类似生色团的红色荧光蛋白的发展及应用

自从绿色荧光蛋白(GFP)被发现以来,荧光蛋白在生物医学领域已经成为一种重要的荧光成像工具．随着红色荧光蛋白DsRed的出现,各种优化的DsRed突变体和远红荧光蛋白也不断涌现．其中荧光蛋白生色团的形成机制对改建更优的荧光蛋白变种影响很大,对于红色荧光蛋白而言,大多数的红色荧光蛋白的生色团类型为DsRed类似生色团,在此基础上又出现了Far-red DsRed类似生色团．目前,含DsRed类似生色团的荧光蛋白主要有单体红色荧光蛋白、光转换荧光蛋白、斯托克斯红移蛋白、荧光计时器等．这些优化的荧光蛋白作为分子探针可以实现对活细胞、细胞器或胞内分子的时空标记和追踪,已经在生物工程学、细胞生物学、基础医学领域得到广泛应用．本文综述了含DsRed类似生色团的荧光蛋白的研究进展及其应用,以及由此发展起来的远红荧光蛋白在活体显微成像技术中的应用,并展望了荧光探针技术研究的新方向．     

量子点对细菌的标记及抗菌作用

目的量子点是近年来发展起来的一种新型的荧光纳米材料,与传统的材料相比具有独特的性质,所以在生物传感器、实时追踪、多色标记及成像等方面有着广泛的应用。本文主要对量子点在细菌标记和抗菌等方面的应用进行了综述。     

量子点的荧光特性在生物标记成像中的应用及展望

与传统的荧光染料相比,量子点作为一种新型的无机荧光纳米材料,具有激发光谱宽而连续、发射光谱窄而对称、光稳定性好、荧光寿命长、量子产率高和生物毒性小等优点,被广泛地应用于生命科学的许多领域,其在细胞标记(固定细胞和离体活细胞)和活体示踪成像领域具有独特的应用优势.它突破了传统的有机荧光染料在荧光性能及生物毒性等方面的不可克服的缺陷.它的应用,极大地推动了生命体系高灵敏、原位、实时、动态示踪成像研究的发展.该文综述了量子点的荧光性质及其在细胞标记(固定细胞和离体活细胞)和活体实时动态示踪成像中的应用,并对其在荧光原位杂交,流式细胞术,实时荧光定量pcr等方面的应用前景进行了展望.     

稀土发光材料在荧光成像中的应用

稀土发光材料由于具有荧光寿命长、发射峰半峰宽窄和Stokes位移大等发光性质,在生命科学研究的各个领域,包括荧光免疫分析、离子识别、蛋白质活性测定、核酸检测等,有着广泛而重要的应用前景.本文以稀土配合物、稀土掺杂上转换材料和长余辉材料为代表,就当前稀土发光材料的发光性质及其在生物成像标记方面的研究做一综述,并对稀土发光...     

功能核酸荧光标记型定量统一化检测技术的研究进展

功能核酸是一类具有特定空间构象、执行特异生物功能的天然或者人工核酸序列,具有易于修饰、价格低廉、稳定性高、特异性强等优势,搭载荧光传感系统,组装成多种荧光生物传感器,被广泛应用于环境污染物检测、食品风险因子检测、疾病诊断等多个领域。首先明确功能核酸与荧光定量检测技术等相关概念,详细阐述了几种重要的荧光物质的特点以及其与功能核酸的分子识别、作用方式与发光机制,再主要从功能核酸荧光标记型定量统一化检测技术与其实际应用角度进行分类介绍与评价对比,最后就功能核酸荧光标记型定量统一化检测技术在多种领域的检测分析中的研究意义以及存在的问题进行讨论,并对未来的发展与应用作出展望。     

模板法金纳米簇的制备及其在生物分子检测中的应用

金纳米簇(AuNCs)作为一种新型荧光纳米材料,是由几个到约一百个金原子组成的分子聚集体,因制备简单、光学性质优异以及毒性低等特性,近年来在生物传感领域得到了广泛应用。本文首先对以巯基化合物、树枝状化合物、多肽和蛋白质、寡核苷酸DNA等为模板制备AuNCs的模板法及其优点进行阐述,对AuNCs的紫外吸收、荧光及电化学性质进行介绍,之后重点总结基于荧光AuNCs的生物传感器在生物大分子及小分子检测中的应用,最后对AuNCs应用于生物传感领域所面临的挑战进行分析,并对其应用前景进行展望。     

间充质干细胞双标记光学成像的体内试验研究

目的:验证双标记生物发光成像活体观测MSCs在肝癌裸鼠模型向肿瘤病灶的趋化作用的可行性。方法:应用fluorescence(荧光)与bioluminescence(生物发光)两种成像方法,对MSCs进行CM-Di I荧光标记及对人肝癌细胞Hep G2进行Fluc-慢病毒感染并由此建立裸鼠肝癌模型,构建双标记成像系统,应用精诺真小动物光学成像仪在裸鼠肝癌模型中观测间充质干细胞向肿瘤的趋化作用。结果:在鼠尾静脉注射标记MSCs细胞后21天荧光成像可见MSCs主要积聚于肿瘤病灶处及肝脏。生物发光成像后可监测到病灶处由luciferase标记肿瘤细胞(Hep G2)发出荧光;将荧光成像与生物发光成像所得图像经后处理融合后,可见证间充质干细胞像肿瘤病灶定向迁徙的生物过程。经肿瘤病理切片证实间充质干细胞成功迁徙至肿瘤病灶中。结论:应用间充质干细胞双标记光学成像系统实现MSCs在活体内对肿瘤的趋化过程进行观测是可行的。这种成像方法可作为下一步以MSCs为载体的肿瘤基因治疗的有效监测手段。     

量子点荧光标记技术的研究热点及面临的挑战

半导体量子点作为新型荧光标记物,在生物医学领域具有重要应用．与传统的有机染料及荧光蛋白等荧光标记物相比,半导体量子点具有发光颜色可调、激发范围宽、发射光谱窄、化学及光稳定性好、表面化学丰富以及生物偶联技术成熟等诸多优势,为生命体系的靶向示踪,高灵敏、原位、实时、动态荧光成像,DNA及蛋白质检测,靶向药物,临床医学,生物芯片和传感器等研究提供了新的发展契机．基于作者在半导体量子点生物荧光成像和安全性评价研究的基础,综述了半导体量子点荧光标记物在生命科学与医学领域应用的研究热点,并对半导体量子点荧光标记技术走向实用面临的挑战进行了评述．     

多彩色荧光原位杂交技术原理及其应用

多彩色荧光原位杂交是一门新兴的分子细胞遗传学技术,它用几种不同颜色的荧光素单独或混合标记的探针,进行原位杂交,同时检测间期细胞或中期细胞中的几个特异核酸序列,为分析癌症遗传不稳定性提供了一种简便、快速、可靠的方法,并广泛应用于物理图谱绘制、致突变研究、肿瘤病理学和产前诊断.     

灰葡萄孢菌过氧化物酶体及细胞核的荧光蛋白标记

【目的】对灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)的细胞核和过氧化物酶体进行荧光蛋白标记,为研究其生长发育和侵染过程中细胞结构和细胞器动态提供基础。【方法】以绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(DsRED、mCherry)为报告基因,利用根癌农杆菌介导转化(Agrobacterium tumefaciens mediated transformation,AtMT)将3种荧光蛋白标记载体分别导入灰葡萄孢菌标准菌株B05.10;通过PCR检测及荧光观察筛选和验证转化子,并进行单孢纯化;利用共聚焦显微镜记录细胞器荧光定位情况。【结果】获得了过氧化物酶体或细胞核稳定表达红、绿色荧光的重组单孢菌株,PCR验证表明标记基因成功整合入转化子基因组。在标记细胞核的菌株中,菌丝和孢子中可见多个明亮、圆形的荧光点,与DAPI染色共定位。标记过氧化物酶体的菌株中,菌丝和孢子中可见小点状绿色或红色荧光,在脂类物质诱导下荧光点数量明显增加,符合过氧化物酶体分布及动态特征。细胞壁染色结果显示,细胞壁染色产生的蓝色荧光与红、绿荧光蛋白的荧光互不干扰,标记效果良好。【结论】获得了理想的过氧化物酶体或细胞核荧光标记的灰葡萄孢菌菌株,为研究其细胞器动态以及生长发育与致病分子机制提供了参考和材料。     

荧光转基因斑马鱼Tg(ttn.2:EGFP)的构建

为了建立一种用于研究肌肉和心脏发育及其相关疾病的绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)转基因斑马鱼品系,本研究使用斑马鱼ttn.2基因编码区上游启动子序列和绿色荧光蛋白基因编码序列构建了重组表达载体,并将该载体和Tol2转座酶的加帽mRNA显微共注射入斑马鱼1-细胞期胚胎,通过荧光检测、遗传杂交筛选和分子鉴定等方法,成功建立了能稳定遗传的Tg(ttn.2:EGFP)转基因斑马鱼品系。荧光表达分析及原位杂交分析结果表明,绿色荧光信号在斑马鱼肌肉和心脏组织中特异表达模式与ttn.2基因的mRNA表达一致。通过反向PCR鉴定转基因表达载体在F1代斑马鱼品系中的随机整合位点,结果表明:No.33转基因品系的EGFP基因整合在斑马鱼的4号和11号染色体上,No.34转基因品系则整合在1号染色体上。该荧光转基因斑马鱼品系Tg(ttn.2:EGFP)的成功构建为肌肉和心脏发育以及相关疾病研究提供了一个新的理想实验模型。此外,绿色荧光强烈表达的斑马鱼品系还可以作为一种新的观赏鱼。     

香菇印gpd-Le和ras-Le启动子的功能分析

利用从香菇菌丝体中克隆的启动子片段gpd-Le(613bp)和ras-Le(715bp)分别连接于报告基因gfp(绿色荧光蛋白基因)的上游,构建了启动子功能活性检测表达质粒pLg-gfp和pLr-gfp。采用PEG介导法把表达质粒pLg-gfp和pLr-gfp分别与辅助质粒pCc1001(含有trp1基因)共转化进色氨酸营养缺陷型的灰盖鬼伞粉孢子的原生质体中。经过选择培养基筛选、假定转化子的分子鉴定以及GFP荧光检测。结果表明:香菇gpd-Le启动子在灰盖鬼伞的菌丝中具有较强驱动外源gfp基因表达的活性,在荧光显微镜和共聚焦显微镜下观察到gfp基因表达的绿色荧光。而香菇ras-Le启动子没有检测到有驱动外源gfp基因表达的活性。     

香菇印gpd-Le和ras-Le启动子的功能分析

利用从香菇菌丝体中克隆的启动子片段gpd-Le(613bp)和ras-Le(715bp)分别连接于报告基因gfp(绿色荧光蛋白基因)的上游,构建了启动子功能活性检测表达质粒pLg-gfp和pLr-gfp。采用PEG介导法把表达质粒pLg-gfp和pLr-gfp分别与辅助质粒pCc1001(含有trp1基因)共转化进色氨酸营养缺陷型的灰盖鬼伞粉孢子的原生质体中。经过选择培养基筛选、假定转化子的分子鉴定以及GFP荧光检测。结果表明:香菇gpd-Le启动子在灰盖鬼伞的菌丝中具有较强驱动外源gfp基因表达的活性,在荧光显微镜和共聚焦显微镜下观察到gfp基因表达的绿色荧光。而香菇ras-Le启动子没有检测到有驱动外源gfp基因表达的活性。     

荧光蛋白在双色蜡蘑中的构建与表达

菌根是真菌与植物之间形成的互惠互利的营养共生体，对生态环境有重大的意义。外生菌根真菌与植物互作机制以及真菌基因功能的深入研究都需要对菌根真菌进行遗传转化，本研究以外生菌根真菌模式生物双色蜡蘑（Laccaria bicolor）为研究对象，选择细胞核中的核小体蛋白H₂B基因为目的基因，以pCEBN为表达载体，融合红色荧光蛋白，最终构建在真菌中表达的双元载体，使用根瘤农杆菌介导转化法转化双色蜡蘑菌丝，随后利用PCR对真菌转化子进行验证后，通过激光共聚焦显微镜观察到菌丝细胞核中的红色荧光，成功将融合荧光蛋白转化菌根真菌，为后续研究菌根真菌中基因的亚细胞定位提供了实验平台。结果表明，利用双元载体和农杆菌转化方法，建立了高效的双色蜡蘑转化体系（93.33%），在激光共聚焦显微镜下观察到菌丝细胞核中红色荧光信号，验证了融合荧光蛋白在双色蜡蘑中的成功表达。本研究成功地构建了菌根真菌中的核小体蛋白和红色荧光蛋白融合表达的真菌转化体系。     

Monoamine fluorescence in the median eminence of the Japanese quail,Coturnix coturnix japonica,following medial basal hypothalamic deafferentation

Summary Monoamine fluorescence was examined in the ventral hypothalamus of the Japanese quail, Coturnix coturnix japonica after medial basal hypothalamic deafferentation. In sham-operated control birds, numerous yellow-green fluorescent fibers were observed in the median eminence and the nucleus tuberis. In the area of the paraventricular organ, a number of fluorescent fibers and cell bodies were observed. In birds with deafferented hypothalami, fluorescence disappeared both in the median eminence and the nucleus tuberis. In the area of the paraventricular organ, which was within the area of deafferentation, fluorescence of neuronal perikarya did not change, but fluorescent fibers decreased markedly in number. Disappearance of monoamine fluorescence in the median eminence and the nucleus tuberis is discussed in relation to the tanycyte absorptive function and gonadal development.Supported by Grants from the Ministry of Education to Professors T. Bando and H. Kobayashi, and a Grant from the Ford Foundation to Prof. H. Kobayashi.     

双顺反子表达技术在线虫神经元钙成像中的应用

在线虫中,钙成像技术已被广泛用于检测不同神经元的活性.然而,对于准确记录爬行中的活体线虫神经元钙信号仍然存在许多挑战,其中一个困难即来自于标记目标神经元。在同一个目标神经元中共同表达基因编码的钙指示蛋白和常量参考值荧光蛋白常常具有无法共表达的不确定性.另外,光谱的串扰影响存在于目前最常用的绿色钙指示蛋白系列G-CaMP与其参考值荧光蛋白DsRed系列之间,光谱的串扰有时会给信号记录带来假阳性结果.综上所述,本文首次提出应用双顺反子表达技术用于同一神经元的双蛋白标记,这不仅提高了共表达效率,更简化了线虫神经元标记的工作量.同时,本文还首次采用mKate2,一种与G-CaMP没有串扰的红色荧光蛋白作为参考量.以上改进已在感觉神经元ASH中得到验证.希望本文提出的方法能给线虫神经回路的研究提供一个更为方便、有效的途径.     

A simple and sensitive high-throughput GFP screening in woody and herbaceous plants

Green fluorescent protein (GFP) has been used widely as a powerful bioluminescent reporter, but its visualization by existing methods in tissues or whole plants and its utilization for high-throughput screening remains challenging in many species. Here, we report a fluorescence image analyzer-based method for GFP detection and its utility for high-throughput screening of transformed plants. Of three detection methods tested, the Typhoon fluorescence scanner was able to detect GFP fluorescence in all Arabidopsis thaliana tissues and apple leaves, while regular fluorescence microscopy detected it only in Arabidopsis flowers and siliques but barely in the leaves of either Arabidopsis or apple. The hand-held UV illumination method failed in all tissues of both species. Additionally, the Typhoon imager was able to detect GFP fluorescence in both green and non-green tissues of Arabidopsis seedlings as well as in imbibed seeds, qualifying it as a high-throughput screening tool, which was further demonstrated by screening the seedlings of primary transformed T₀ seeds. Of the 30,000 germinating Arabidopsis seedlings screened, at least 69 GFP-positive lines were identified, accounting for an approximately 0.23% transformation efficiency. About 14,000 seedlings grown in 16 Petri plates could be screened within an hour, making the screening process significantly more efficient and robust than any other existing high-throughput screening method for transgenic plants.     

Sensitive detection of cysteine based on fluorescent silver clusters

In this work, we report the application of novel, water-soluble fluorescent Ag clusters in fluorescent sensors for detecting cysteine, an important biological analyte. The fluorescence of poly(methacrylic acid) (PMAA)-templated Ag clusters was found to be quenched effectively by cysteine, but not when the other alpha-amino acids were present. By virtue of the specific response, a new, simple, and sensitive fluorescent method for detecting cysteine has been developed based on Ag clusters. The present assay allows for the selective determination of cysteine in the range of 2.5 x 10(-8) to 6.0 x 10(-6)M with a detection limit of 20 nM at a signal-to-noise ratio of 3. Based on the absorption and fluorescence studies, we suggested that cysteine quenched the emission by the thiol-adsorption-accelerated oxidation of the emissive Ag clusters. The present study shows a promising step toward the application of silver clusters, a new class of attractive fluorescence probes.