聚乙二醇介导鹅掌楸悬浮细胞与CdSe／ZnS量子点纳米颗粒共孵育的互作特征

利用纳米材料介导的药物靶向治疗和动物细胞转基因等相关研究,日益受到人们的关注．但植物因存在细胞壁的障碍,无论原位还是离体细胞培养条件下,利用纳米技术进行基因转移均存在很大难度．因此设想,如通过纳米颗粒材料物理尺寸的改变和表面化学修饰,能改变纳米颗粒与植物细胞壁界面上的生物物理或生物化学特征,从而有利于纳米颗粒材料穿越植物细胞壁进入植物细胞,将对推动纳米技术在植物转基因领域中的应用产生重要意义．根据以上设想,研究了不同的共孵育时间和温度等条件下,杂交鹅掌楸的胚性悬浮细胞与经不同表面化学修饰的CdSe／ZnS纳米颗粒之间相互作用过程的细胞生物学特征,以及CdSe／ZnS量子点的细胞毒性．结果表明,在共孵育后3h以内,激光共聚焦显微镜和电子扫描显微镜下,均可观察到经表面后修饰带正电荷的CdSe／ZnS纳米颗粒．同时,胞吞进入细胞内部的表面携带正电荷的CdSe／ZnS纳米颗粒的量明显与共培养时间、温度有明显的依赖关系,表明它们可以通过细胞的液相胞吞作用进入杂交鹅掌楸细胞内,且不影响细胞的活性;而表面带负电荷的CdSe／ZnS纳米颗粒则主要聚集在细胞外壁附近．在培养溶液中添加20％（质量比）聚乙二醇,可进一步提高鹅掌楸细胞胞吞CdSe／ZnS纳米颗粒的量和减轻CdSe／ZnS纳米颗粒的细胞毒性．本研究表明,以表面携带正电荷的CdSe／ZnS量子点纳米材料作为基因载体,在植物悬浮细胞的转基因研究和应用中具有广泛的前景．     

杂交鹅掌楸悬浮细胞高效摄取具有良好生物相容性的超微介孔氧化硅纳米颗粒

采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSCM)系统研究了超微介孔氧化硅纳米颗粒(MSNs)和杂交鹅掌楸悬浮细胞共孵育的互作特征.将MSNs通过异硫氰酸荧光素(FITC)标记后,再利用LSCM观察其被植物细胞摄取的情况.结果表明,5~15nm的MSNs可以通过内吞途径有效将FITC分子载入完整植物细胞.然而,在无MSNs作为载体的情况下,游离FITC分子则无法进入完整植物细胞.SEM观察结果进一步表明,MSNs容易聚集在完整植物细胞的表面,而且通过硅元素含量对比分析,直接证明了MSNs可以被完整植物细胞摄取到其内部.其次,利用荧光素二乙酸酯染料分析和MSNs共培养24h后的植物细胞的活性,其结果表明,这些细胞仍然保持很好的活力,而且也没有观察到明显的细胞死亡.最后发现,这些和MSNs共培养后的鹅掌楸细胞仍可以通过胚胎发育实现植株再生.综上所述,在植物生物学中,这种超微MSNs作为纳米载体可以应用到细胞的体外外源基因转染.