碳點(diǎn)（f-CDs）是一種尺寸小于10nm的分散的類球形熒光碳納米顆粒。因其發(fā)光范圍可調(diào)、雙光子吸收截面大、光穩(wěn)定性好、易于功能化、無毒和生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，在生物成像和標(biāo)記、分析檢測(cè)，藥物開發(fā)， 癌癥納米治療， 光電轉(zhuǎn)換以及催化等領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。這也使碳點(diǎn)成為半導(dǎo)體量子點(diǎn)、高分子納米材料和有機(jī)熒光材料的極好代替物 。

 

但是如何研究這些材料是否會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒性，一直沒有很好的驗(yàn)證方法，2017年2月暨南大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院楊培慧老師，借助Nanolive國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)產(chǎn)品3D cell  Explorer的實(shí)時(shí)無標(biāo)記無損傷成像技術(shù)，成功在The Royal Society of Chemistry上發(fā)表文章；文章利用3D cell explorer 實(shí)時(shí)無損傷無標(biāo)記成像方式快速分析紅細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附效果， 并驗(yàn)證了f-CDs 對(duì)細(xì)胞相互無影響，新穎獨(dú)特的數(shù)據(jù)充分證明了CDs對(duì)細(xì)胞無毒性及熒光成像應(yīng)用的潛能。

 

1、f-CDs 制備、指標(biāo)及性能特征鑒定

2、f-CDs在細(xì)胞內(nèi)成像發(fā)光鑒定

3、3D cell explorer無損傷無標(biāo)記分析紅細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘附性

4、f-CDs 毒性檢測(cè)：觀察CDs對(duì)紅細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘附性影響

 

碳點(diǎn)材料準(zhǔn)備：將0.3 g L -色氨酸溶于（100毫升，0.05M）的氫氧化鈉水溶液中； 鉑片用作陽極和陰極插入溶液，兩極加電處理2小時(shí)，得到的褐色溶液用去離子水透析膜透析 24h。真空冷凍干燥后得到純化的碳點(diǎn)。賀利氏光譜儀、透射電鏡等設(shè)備驗(yàn)證碳點(diǎn)大小約5-7nm。

經(jīng)MMT 驗(yàn)證長(zhǎng)到85%均一度的細(xì)胞，分別加入濃度為0, 50, 100, 150, 200,250, and 300 mg /mL 的F-CDs, 檢測(cè)到細(xì)胞發(fā)射藍(lán)色、綠色及紅色熒光波長(zhǎng)，之后37度孵育30min，用于多色熒光成像觀察.

實(shí)驗(yàn)操作：1.內(nèi)皮細(xì)胞用H2O2 處理進(jìn)行損傷處理12h，MTT 檢測(cè)IC 50 值為400 mM

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：Nanolive 無標(biāo)記成像系統(tǒng)通斷層掃描與全息成像技術(shù)，對(duì)細(xì)胞3D成像，3維圖像360度旋轉(zhuǎn)分析，觀察到紅細(xì)胞與正常的內(nèi)皮細(xì)胞幾乎不粘附 ，而細(xì)胞損傷后，紅細(xì)胞對(duì)細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生很強(qiáng)的粘附傾向。

A 內(nèi)皮細(xì)胞；B 紅細(xì)胞；C 紅細(xì)胞與正常內(nèi)皮細(xì)胞；D 紅細(xì)胞與受損的內(nèi)皮細(xì)胞

 

隨著H2O2 濃度增加，內(nèi)皮細(xì)胞損傷程度也隨之增加，顯示紅細(xì)胞對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞粘附性效果增強(qiáng)，與前期Nanolive 無標(biāo)記無損傷成像系統(tǒng)觀察結(jié)果相一致。

A 圖先用F-CDs處理紅細(xì)胞成像，分別顯示藍(lán)、綠、紅熒光。

B，C,D 圖，被標(biāo)記的紅細(xì)胞分別與H2O2 處理細(xì)胞共孵育，觀察兩者粘附效果，

結(jié)果：本研究通過nanolive 3D cell exlporer 實(shí)時(shí)無標(biāo)記成像系統(tǒng)的無損傷研究發(fā)現(xiàn)了紅細(xì)胞對(duì)損傷的內(nèi)皮細(xì)胞粘附性與內(nèi)皮細(xì)胞損傷程度成正相關(guān)，之后再加入全波長(zhǎng)熒光的f-CDs 驗(yàn)證其對(duì)這兩種細(xì)胞的粘附效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入f-CDs后，兩種細(xì)胞的粘附效果不受影響，Nanolive的無損傷成像技術(shù)獲取的細(xì)胞相互作用的創(chuàng)新數(shù)據(jù)為證明電化學(xué)方法獲得的發(fā)射全波長(zhǎng)熒光的f-CDs對(duì)細(xì)胞無毒提供不可替代的作用；提供的無標(biāo)記細(xì)胞相互作用3D 結(jié)構(gòu)及量化分析數(shù)據(jù)為后續(xù)研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持！

 

拓展性應(yīng)用：此文獻(xiàn)都充分利用了Nanolive 3D cell exlporer的實(shí)時(shí)無損傷、無標(biāo)記技術(shù)探索出了新材料及藥物的作用功能，并利用熒光成像進(jìn)行了驗(yàn)證，兩種方式的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，獲取了獨(dú)有的數(shù)據(jù)；但是要利用兩套系統(tǒng)，操作及控制上存在一些麻煩，nanolive最新推出的nanolive 3D cell exlporer–Fluro， 將全息成像技術(shù)、360度旋轉(zhuǎn)光源斷層掃描技術(shù)及熒光成像技術(shù)整合為一體，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)無標(biāo)記3D 細(xì)胞成像與熒光標(biāo)記成像，圖像可進(jìn)行無縫整合，并將熒光成像直接升級(jí)的3D 層面，在無需標(biāo)記的條件下，對(duì)于如碳點(diǎn)f-CDs顆粒在細(xì)胞中的亞細(xì)胞器及所在細(xì)胞層面進(jìn)行精確的定位，從而更深層次的解析納米材料的應(yīng)用，結(jié)果更具說服力！

v  整合全息技術(shù)與360度旋轉(zhuǎn)斷層掃描、熒光成像為一體

v  實(shí)時(shí)無標(biāo)記3D全息成像與熒光成像無縫整合

v  納米級(jí)3D 細(xì)胞結(jié)構(gòu)觀察亞細(xì)胞器

v  基于物理折射率的任意數(shù)字染色

v  無標(biāo)記納米級(jí)分辨率，極限高達(dá)75nm

v  超高速3D成像：2秒鐘96重?cái)鄬訏呙杓?D影像呈現(xiàn)

v  可整合載臺(tái)孵育系統(tǒng)，可進(jìn)行time-Lapse

v  3通道熒光成像，7通道無標(biāo)記成像，最多同時(shí)10個(gè)標(biāo)記檢測(cè)

v  納米材料，蛋白、核酸分子細(xì)胞器及細(xì)胞層面精確定位

 

我們期待您能在科研領(lǐng)域幫助您登峰造極！

 

 

地址：北京市豐臺(tái)區(qū)科興路9號(hào)國(guó)際企業(yè)孵化中心401室

銷售部：010-51668388-8018   傳真：010-83628807-8002

售后服務(wù)：010-51668388-8005     400：406-813-863    

郵箱：service@premedlab.com    網(wǎng)址:www.premedlab.com