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荧光量子点的生物效应

时间:2017-02-04 12:25:17       浏览:2882

荧光量子点的生物效应

    量子点作为荧光标记物,已经广泛应用于生物领域的各个方面——蛋白标记、免疫荧光、活细胞示踪、生物医学成像成像、病原微生物检测、生物传感器等。


生物医学成像又可分为两类:1)体外成像(invitro ),即在受控和人造的环境中对器官、组织、细胞核生物分子的成像;2)活体内成像(invivo ),即对活的有机体内的生物分子、组织、器官等进行的成像。

体外成像:利用生物素化的抗人免疫球蛋白抗体(anit-humanIgG-biotin)和修饰有链霉亲和素的量子点标记各种不同的生物靶标,如乳腺癌标记蛋白、肌动蛋白、微管纤维和核抗原等。用不同发射波长的量子点同事标记IgG和亮灭亲和素,同时检测同类细胞内的两种物质。相比于有机染料,量子点荧光探针更加适用于细胞染色,尤其是多重目标上的检测。量子点的标记对细胞的增殖和分化没有干涉作用,适用于长期跟踪标记多种蛋白质和活体细胞。

量子点在活体内成像可具体分为四类:量子点生物分布;活体内血管成像;活体内示踪成像;活体肿瘤成像。与体外成像相比,可见光在生物体内的穿透性很差,大多数成像所用光信号在穿透生物体时都会衰减。然而,近红外光(650-900nm波长范围)却极少被生物体内背景所吸收。因此,可以发出近红外光的量子点非常适合用于活体内成像。

量子点的生物分布和清除是量子点活体内染色的研究重点之一。已有研究表明,QD材料粒径的大小、表面修饰的不同、暴露时间及浓度的不同、细胞摄入量的多少以及外界环境的变化均会导致其毒性的改变。有研究表明,在量子点剂量为0.1mg/ml时,不同粒径(荧光发射波长分别为520nm570640nm)的CdSe/ZnS量子点对细胞的影响不同,粒径越小对细胞活性的影响越大,小粒径的颗粒更容易引起细胞变化。带正电荷(氨基)和带负电荷(羧基)的量子点均有不同程度的引起细胞核形态的改变和细胞代谢活性的下降;研究表明,表面含-COOH的量子点表现出高毒性,而其他表面修饰如:-NH2-OH-OH/COOH-NH2/OH则表现出低毒或无毒。量子点在体内器官中主要分布在肝脏内,6nm的量子点是肾脏清除的临界尺寸之下。


(量子点引发细胞死亡的作用机理)

 

    QD对活体血管的成像是量子点成像的最成功的应用,主要是心血管和淋巴系统。近红外荧光量子点能很好区分开背景荧光,改善深度成像效果,其中755nm荧光量子点的标记能清除显示整个鸡胚胎血管系统。活体内细胞的标记可以检查原始细胞和其增殖细胞。

量子点对肿瘤的成像标记、诊断及光动力治疗。肿瘤具有很强的渗透性和保留性,可以在其内部积聚纳米粒子,通过荧光显微镜清晰地观测到肿瘤区域的血管系统,可以有效的对肿瘤进行检测和诊断。

 


(肿瘤组织的ERP效应)

     肿瘤的光动力治疗是指借助光敏剂进入患者体内后,被肿瘤等细胞选择性吸收,并储存于内部,随后在适当波长局部照射,因光敏剂被激发,产生光敏化效应而产生活性氧等物质,可以致使生物大分子等光氧化失活,因而可以使细胞器损伤而破坏目标组织以达到治疗目的的方法。在光动力治疗中,由于肿瘤细胞等在人体内的深浅不一,使得传统光敏剂的应用受到一定的限制,而量子点由于其尺寸效应,使其吸收光谱能够被调节因而可匹配深浅不同的肿瘤的需要。量子点光敏剂与抗癌细胞特异性抗体结合后能特异识别并杀死癌细胞。抗体结合的量子点与癌细胞结合后获得紫外线或红外线能量(由双光子激发),并利用该过程生成的活性氧启动细胞凋亡或程序性细胞死亡。


    应用于生物医学的量子点都需具有良好的生物相容性和稳定性,常用的有表面功能化的量子点(羧基化、氨基化、无机包覆和蛋白改性等)。

    表面羧基化/氨基化水溶性量子点是使用聚合物(常见的是巯基聚乙二醇)对油溶性量子点的表面改性而得到,可以均匀的分散于水溶液中,表面羧基具有生物活性,通过偶联生物分子(蛋白、抗体、核酸等)可以作为一种新型的荧光探针应用于生物医学检测领域。

链霉亲和素修饰的量子点可应用于显微成像、蛋白印迹、流式细胞技术及动态示踪。是由链霉亲和素与带官能团的活性量子点共价偶联得到。SABiotin有高度的亲和力与特异性,利用生物素-亲和素系统,将量子点标记的链霉亲和素与生物素化的蛋白结合,就可把量子点标记到细胞、核酸、蛋白质上进行示踪检测及功能研究,为量子点的应用提供一种通用的标记物。

BSA修饰的量子点生物相容性和荧光稳定性良好,表面具有生物活性和兼容性,更易进一步进行表面修饰,可用于荧光标记和药物传输。以BSA为模板合成水溶CdSe量子点,使得材料既具有荧光性质,又具备蛋白等分子功能。


西安瑞禧生物科技有限公司提供的荧光量子点包括有水溶性和脂溶的CdSe-ZnS、CdS-ZnS、InP-ZnS、ZnSe/ZnS的荧光量子点,表面可以修饰十八胺,油酸,氨基、羧基、PEG、alkyl


Fluorescent Quantum Dots 

荧光量子点

Fluorescent Nanocrystals  

荧光纳米晶

CdSe-ZnS quantum dots  

硒化镉-硫化锌量子点

CdS-ZnS quantum dots

硫化镉-硫化锌荧光量子点

InP-ZnS quantum dots

磷化铟-硫化锌荧光量子点

ZnSe-ZnS quantum dots

硒化锌-硫化锌荧光量子点

ZnSe/ZnS量子点

油溶性量子点ZnSe/ZnS

ZnSe量子点

ZnSe/ZnS

QDs

荧光量子点

Fluorescent Quantum Dots

InP/ZnS量子点

InP/ZnS Quantum Dots价格

CdS/ZnS量子点

油溶性CdS/ZnS QDs

CdSe/ZnS量子点

水溶性量子点

ZnSe/ZnSCdS/ZnSCdSe/ZnSInP/ZnS量子点

ZnSe/ZnS-PEG-COOH

ZnSe/ZnS-PEG-NH2

核壳型荧光量子点


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