新型数字化高灵敏度荧光显微镜及其在生物学中的应用

尽管普通荧光显微镜已广泛应用于生物医学领域,其性能上还存在一些不足,为了克服它的弱点,借助于像增强器和ＣＣＤ,将倒置生物显微镜改造为数字化高灵敏度荧光显微镜,并增加动态图像获取功能。改进后的荧光显微镜具有以下优点：（１）灵敏度极高,可探测微弱的荧光图像;（２）运用图像融合技术,实现荧光准确定位;（３）适合于观察切片和活细胞;（４）可研究细胞荧光图像的动力学特征;（５）能够给出图像上各点的坐标和对应的发光强度,具有定量显示特点;（６）图像处理软件功能完善,操作方便。利用该荧光显微镜,以吖啶橙为荧光标记物观察正常细胞和凋亡细胞的不同状态,获得良好的实验效果。     

造血干细胞全标记红色和绿色荧光转基因小鼠的筛选

目的对五种荧光转基因小鼠造血干细胞中的荧光标记细胞进行分析,筛选造血干细胞全标记红色和绿色荧光转基因小鼠,为造血干细胞分化机制体内示踪研究提供理想的动物模型。方法采用活体荧光影像系统对两种红色荧光转基因小鼠品系C57BL/6J-TgN（CAG-DsRed-1和CAG-DsRed-2）ZLFILAS和三种绿色荧光转基因小鼠品系C57BL/6J-TgN（CAG-EGFP-1、CAG-EGFP-2和CAG-EGFP-3）ZLFILAS的荧光标记进行比较;采用流式细胞术检测各转基因小鼠的骨髓lin（-）c-kit（＋）Sca-1＋（LSK）造血干细胞荧光标记细胞比率,根据标记比率筛选造血干细胞全标记红色和绿色荧光转基因小鼠。结果活体荧光影像分析表明转基因小鼠均系统性表达红色或绿色荧光。流式细胞术检测表明LSK造血干细胞中高度表达红色和绿色荧光,其中,C57BL/6J-TgN（CAG-DsRed-1）ZLFILAS和C57BL/6J-TgN（CAG-EGFP-1）ZLFILAS的造血干细胞全部为荧光标记细胞。结论筛选获得在造血干细胞中全标记的红色和绿色荧光转基因小鼠,可为造血干细胞体内研究提供有效示踪工具。     

持续脱水下海藻叶绿素瞬变荧光模式的三阶段转换及临界水量的发现

在自然干燥条件下,跟踪研究了海洋红藻带形蜈蚣藻（Grateloupia turuturu Yamada),绿藻石莼（Ulva pertusa Kjellm)和褐藻海带（Laminaria japonica Aresch)的叶绿素荧光动力学曲线的变化,并用脉冲调制荧光仪分析了藻体脱水过程中的各个荧光参数。结果表明,在持续脱水过程中,3类海藻的荧光动力学曲线都显示出3个阶段的变化,即：1）在脱水开始时正常的峰形曲线;2）荧光上升至最高时持平、形成了高原型曲线;3）荧光跌落变成平台型曲线,发现荧光跌落前藻体的含水百分数是一个重要的生理指标,称为临界水量（CWC）。一旦藻体失水至低于此临界水量时,即便复水也不能使原来的峰形曲线得以恢复,说明脱水可能引起了叶绿体类囊体膜的不可逆损伤。临界水量可以用来衡量不同海藻的耐旱力,其数值高低随不同海藻而不同,并与其耐旱力成负相关。如在上述3大类海藻中,海带的CWC值最高（约90％）,但其耐旱性最差。此外,在红藻（只有红藻）经受干燥后作复水处理时,观察到有荧光急剧上升（爆发）的现象。对海膜脱水前后的几个荧光参数（F0、Fv、Fv/Fm)作了测定和比较,发现F0和Fv在脱水的第一阶段都上升,而v/Fm值维持基本不变。因此可以得出结论,活体叶绿素荧光对干旱的最初响应是立即增强,当继续失水时,F0保持上升而Fv却下降并越来越低,故此时总荧光的变化（包括荧光的跌落和爆发）主要是由F0的变化所引起的,因而进一步研究F0与脱水时类囊体膜状态变化的关系具有重要意义。     

荧光纳米生物传感器研究进展

荧光纳米生物传感器检测物质具有灵敏度高、响应迅速、抗干扰性强、无需参比电极等特点而被广泛地运用于生物传感技术领域。本文综述了荧光纳米生物传感器种类和特点,介绍了国内外近期在荧光纳米生物传感器及在生物检测方面的一些研究成果及进展,并作了分析比较。着重讨论了纳米粒子荧光生物传感器和光纤纳米荧光生物传感器的特性及其在生物分析中的应用。     

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。     

硫酸软骨素荧光传感器的构建新策略

硫酸软骨素（chondroitin sulfate,CS）是一类从动物组织中提取的蛋白类黏性多聚糖,在人体免疫调节、缓解关节疼痛、抗凝活性和保护神经元等方面发挥效用,开发硫酸软骨素传感器对生物医药行业研发相关药剂、保健产品质量的粗筛具有重要意义。利用荧光传感器制备简便、响应迅速、选择性强的特点,用阳离子聚合物PDDA诱导芘基分子HPTS自组装,导致荧光淬灭构建传感器。研究结果显示,待测物的加入引起510 nm处荧光强度的恢复,最终建立了实际样品中CS的快速分析方法。构建的硫酸软骨素荧光传感器在浓度0～5 μmol·L-1间呈现良好的线性关系,线性方程为y=1.907 52+0.273 59x(R2=0.998 2),检出限为2.8 μmol·L-1,样品加标回收率在104%～121%之间。该传感器具有水溶性好、特异性强、直观可视等特点。     

免标记荧光适体传感器的研究进展

核酸适体在治疗、诊断和生物传感等领域都引起了强烈的关注和广泛的应用。与传统的识别元素-- 抗体相比较,适体展现 出很多的优点：尺寸小,化学性质稳定,容易制备和修饰。更重要的是适体在生物传感的设计上更为灵活,因此,产生了很多高选 择性、高灵敏度的新型适体传感器。目前,很多的检测手段都被应用到适体传感器中,其中荧光的检测手段占有重要的地位。虽然 荧光适体传感器已经取得了重大的进展,但是荧光标记给传感器的设计带来很多的不便,因此,免标记的荧光适体传感器备受关 注。在本文中,我们将对免标记的荧光适体传感器的研究进展进行综述,为分析工作者发展更加灵敏、更加简单、更加应用广泛的 免标记荧光适体传感器提供依据。     

牛心线粒体ATP酶抑制蛋白对酶的催化部位构象的影响

以标记在ＡＴＰ酶（Ｆ_１）催化部位的ＴＮＰ－ＡＴＰ为荧光探针,比较测定了Ｆ_１与其抑制蛋白（ＩＦ_１）结合前后的ＴＮＰ－ＡＴＰ荧光光谱、荧光寿命和荧光偏振光谱。结果表明在ＩＦ１的作用下,酶分子催化部位的极性下降,ＴＮＰ－ＡＴＰ分子运动的自由度减小,提示ＩＦ_１引起了Ｆ_１催化部位的构象改变。     

油麻藤凝集素的荧光光谱研究

用化学修饰、内源荧光和荧光淬灭等方法研究了油麻藤凝集素（ＭＳＬ）的溶液构象变化和微环境的构象特征。研究发现ＭＳＬ分子中总共有９个色氨酸（Ｔｒｐ）残基,它们的荧光能被丙烯酰胺淬灭,但不易为ＫＩ接近而淬灭,ＭＳＬ经Ｎ－溴代琥珀酰亚胺（ＮＢＳ）修饰后,其内源性荧光发射谱发生相应变化,结果表明ＭＳＬ分子中部分Ｔｒｐ残基埋藏于分子内部,而位于分子表面的Ｔｒｐ残基可能处于分子的疏水袋中。     

荧光铜纳米簇介导的生物传感器的研究进展

荧光铜纳米簇(Fluorescent copper nanoclusters,CuNCs)是以脱氧核糖核酸链(Deoxyribonucleic acid,DNA)为模板,以二价铜离子(Cu2+)、抗坏血酸等为反应物生成的铜晶体,纳米级大小,其具有荧光性,可以作为生物传感器输出信号的一种方式。荧光铜纳米簇的生成快速、简便、安全,因此近年来涌现出很多关于荧光铜纳米簇原理和应用方面的研究。从支持传感器工作的介导物质以及信号输出方式两方面对荧光铜纳米簇进行分类,详细阐述了每一类别传感器工作的原理,并对比同类型传感器的优缺点,最后对荧光铜纳米簇介导的生物传感器目前存在的不足及今后的发展趋势进行了展望。以便读者对荧光铜纳米簇生物传感器发展历程和方向,对荧光铜纳米簇生物传感器的实用性和多形性有所了解,在未来的研究发展中得到启示,使荧光铜纳米簇成为一种更加实用和便捷的生物传感工具。     

华山松叶绿素荧光诱导动力学参数的地理变异及其与树高生长的…

利用叶片体内荧光测定技术,检测了南北５个地区华山松种源的荧光诱导动力学参数。结果表明,南方种源具有较强的最大荧光（Ｆｍ）和可变荧光（Ｆｖ）,其光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）的潜在活性（Ｆｖ／Ｆ０）与原初光能转换效率（Ｆｖ／Ｆｍ）也明显高于种源,并与其树高生长成正相关。另一方面,北方种源的非光化学荧光猝灭系数（ＱＮ）比南方种源要大,与它们的树高长生成正相关,而与纬度成正相关。这些实验结果说明,利用荧光诱导动力学     

基于荧光检测的新型细胞传感器

主要介绍了一类基于荧光检测的新型细胞传感器,这类传感器利用免疫细胞表面分子特异性识别、结合抗原的特性和生物(或化学)发光技术,通过检测荧光信号在数分钟内达到检测病原体或其他抗原的目的.这类传感器的发光原理主要是利用钙离子敏感型化学荧光探针发光,如Fluo-4等,或钙离子敏感型发光蛋白发光,如水母发光蛋白、绿色荧光蛋白等.现在已经应用的主要是B细胞传感器和肥大细胞传感器.这类传感器具有灵敏度高、检测准确、反应速度快的优点.同时又存在交叉反应、细胞不易保存等不足之处.这类传感器在疾病诊断、环境监测、生物战剂检测等领域具有较大的应用前景.     

二组分荧光寿命成像显微术的研究

用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法研究了激发光的调制频率、ＣＣＤ所记录到的光强度、荧光寿命的大小以及权值对二组分荧光寿命成像显微术的频域外差法测量及数据处理精度的影响,提出了改进测量精度的方法,如选择合适的调制频率和染料,使调制频率ω和荧光寿命τ满足（１４）和（１５）式;增大ＣＣＤ的积分时间等。     

钙离子对辣根过氧化物酶同工酶C的溶液构象的影响

运用荧光光谱方法研究了脱辅基的辣根过氧化物酶同工酶Ｃ。结果表明：（１）ａｐｏ－ＨＲＰ（Ｃ）与其他“Ｂ”类蛋白质不同,有明显的Ｔｙｒ荧光;（２）低浓度变性剂（〈２ｍｏｌ／Ｌ脲或０．２ｍｏｌ／Ｌ盐酸胍）能增强酶的Ｔｒｐ荧光,但并不改变光谱特性;（３）进一步增加变性剂浓度则使Ｔｒｐ残基暴露于水溶液中,荧光强度略有降低,荧光谱红移;（４）Ｃａ＾２＋络合剂ＥＤＴＡ对色氨酸荧光的影响与低浓度变性剂相同。有意思     

温州蜜柑叶片气体交换和叶绿素荧光对低温的响应

研究了低温对温州蜜柑叶片气体交换和叶绿素荧光的影响,结果表明：（１）８℃低温处理１１８ｈ对气体交换和叶绿纱荧光影响不大。（２）２℃低温处理１５ｈ后,净光合速率（Ｐｎ）、气孔导度（Ｇｓ）,羧化效应（ＣＥ）下降,胞间ＣＯ２浓度（Ｃｉ）升高,表观量子效率（ＡＱＹ）和叶绿素荧光参数ＦＱ及Ｖｖ／Ｆｍ没有显著变化。（３）室外自然低温处理作７ｄ,Ｐｎ、Ｇｓ、ＣＥ饱和ＣＯ２光合速率、ＡＱＹ及Ｆｖ／Ｆｍ显著下降,Ｃ     

红花菜豆凝集素的荧光光谱学研究

利用荧光光谱方法研究了红花菜豆凝集素（Ｐｈａｓｅｏｌｕｓｃｏｃｃｉｎｅｕｓｖａｒ．ｒｕｂｒｏｎａｎｕｓｌｅｃｔｉｎ,简称ＰＣＬ）,结果表明ＰＣＬ分子各亚基中的两个色氨酸（Ｔｒｐ）残基分别位于ＰＣＬ分子表面和分子内。标记了ＤＮＳ的ＰＣＬ荧光偏振研究指出,致使ＰＣＬ在１０ｍｍｏｌ／ＬＳＤＳ条件下失活的主要原因可能是亚基解离。荧光偏振研究还表明,甲状腺球蛋白、甘露聚糖、海参多糖硫酸酯可与ＰＣＬ结合。荧光探针ｂｉｓ－ＡＮＳ与ＰＣＬ的结合可引起明显的荧光增强和发射谱蓝移,表明ＰＣＬ分子中存有疏水区域。结合了的ｂｉｓ－ＡＮＳ还可和ＰＣＬ中的Ｔｒｐ发生能量传递。     

基于荧光生物传感器的真菌毒素检测方法研究进展

综述了荧光型真菌毒素检测生物传感器的研究进展，重点介绍了荧光型真菌毒素检测生物传感器的设计及其灵敏度、特异性等性能，分析了黄曲霉毒素等主要毒素的免疫荧光传感器和适配体荧光传感器的检测方法，提出将来的研究可以针对纳米材料/纳米复合材料的表面化学调节，设计用于检测各种分析物的目标特定无标签分析方法，实现毒素的多种同时检测。     

白茯苓凝集素的荧光光谱研究

白茯苓凝集素（ＳＬＬ）分子中含有４个色氨酸（Ｔｒｐ）残基,ＮＢＳ修饰测得这４个Ｔｒｐ残基位于分子表面。ＳＬＬ在天然状态下荧光发射峰位于３３５ｎｍ处,离子强度和温度对其荧光光谱均无明显的影响。ＮＢＳ修饰后的ＳＬＬ失去凝血活性,相应荧光光谱的强度减弱,荧光发射峰发生蓝移,提示ＳＬＬ的构象发生改变。用ＫＩ·ＣｓＣｌ和丙烯酰胺淬灭剂研究ＳＬＬ分子中Ｔｒｐ残基的微环境,发现丙烯酰胺和ＣｓＣｌ能淬灭分子中１００％和５０％的Ｔｒｐ残基的荧光,而ＫＩ完全不能淬灭ＳＬＬ分子中Ｔｒｐ残基的荧光,因此Ｔｒｐ残基周围存在阴离子区,或者Ｔｒｐ残基处于分子表面的疏水环境中。     

单分子荧光共振能量转移技术

单分子荧光共振能量转移技术（single molecule fluorescence resonance energy transfer,smFRET）通过检测单个分子内的荧光供体及受体间荧光能量转移的效率,来研究分子构象的变化。在单分子探测技术发展之前,大多数的分子实验是探测分子的综合平均效应（ensemble averages）,这一平均效应掩盖了许多特殊的信息。单分子探测可以对体系中的单个分子进行研究,得到某一分子特性的分布状况,也可研究生物分子的动力学反应。介绍了近来单分子荧光共振能量转移技术的进展。     

油麻藤凝集素的荧光光谱研究

用化学修饰,内源荧光和荧光淬灭等方法研究了油麻藤集素（ＭＳＬ）的溶液的象变化和微环境的构象特征,研究发现ＭＳＬ分子中总共有９个色氨酸（Ｔｒｐ）残基,它们的荧光能被丙烯酰胺淬灭,但不易为ＫＩ接近而淬灭,ＭＳＬ经Ｎ－溴化琥珀酰亚胺（ＮＢＳ）修饰后,其内源性荧光发射谱发生相应变化,结果表明ＭＳＬ分子中部分Ｔｒｐ残基埋藏于分子内部,而位于分子表面的Ｔｒｐ残基可能处于分子的疏水袋中。