量子点细胞毒性及其作用机制研究进展

量子点具有优良的光学特性,在体内外的实时动态检测中具有广泛的应用前景.作者简要阐述了量子点的基本特性及应用,重点介绍了近年来量子点的细胞毒性及其影响因素等方面的研究进展,并归纳总结了目前公认的量子点细胞毒性的作用机制.     

量子点的单分子生物成像

半导体量子点(量子点)是纳米尺度的晶体,其具有独特的光物理性质,如荧光寿命较长、对光漂白有独特的稳定性、较大的带隙位移及狭窄对称的荧光谱峰,这些特性使量子点成为有前途的生物光学标记,如作为免疫荧光标记细胞和组织、DNA探针及单分子探针等。量子点可用于标记DNA序列或电化学检测蛋白质。该文就量子点的属性与毒性及其光学与电化学生物的分析应用,尤其是量子点在生物医学中的应用予以综述。     

量子点的急性毒性及动力学初步观察

目的 研究量子点在大鼠体内脏器分布规律及大鼠对量子点的急性毒性反应.方法 取12只大鼠,6只右前肢皮下注射量子点,6只注射生理盐水对照.注射后饲养2周,记录一般状况,解剖观察器官有无异常.测试主要器官内镉元素含量,评价量子点在体内脏器分布规律.结果 实验组和对照组大鼠比较,一般状况无明显不同和异常,没有表现出急性毒性反应.量子点主要分布于肝脏,肾脏和脾脏.结论 量子点毒性与多种因素有关.     

CdSe/ZnS量子点对小鼠腹腔巨噬细胞功能的影响

【目的】 量子点(quantum dots)是一种半导体纳米晶体,具有其独特的光学和电子学性质,与有机荧光染料相比,其荧光光谱比较稳定、荧光强度高,激发量子点的激发波长范围很宽,且连续分布,所以可以用同一波长的光激发不同大小的量子点,量子点作为一种新型生物荧光探针已成功应用于生命科学领域。但是,量子点的免疫毒性问题一直是研究学者关注的问题。量子点作为外来物质,可能会导致机体产生一系列的免疫反应,其对巨噬细胞的影响迄今为止并未见相关报道。因此,本项目以巨噬细胞为研究对象,研究其对CdSe/ZnS量子点的摄取能力,以及摄取后对巨噬细胞活性以及功能的影响。 【方法】 本项目通过Confocal成像观察巨噬细胞对 CdSe/ZnS量子点的摄取和定位,同时采用流式细胞术检测巨噬细胞对CdSe/ZnS量子点的摄取率;其次,利用MTT法检测量子点摄取对巨噬细胞活力的影响;最后,通过real-time PCR和ELISA法检测量子点摄取后对巨噬细胞不同细胞因子转录水平和分泌水平的影响。 【结果】 量子点作用2 h后可以被巨噬细胞摄取,摄取后分布在细胞浆内;量子点浓度对细胞活性有影响;1.25 nmol/L 影响不显著,但2.5 nmol/L影响显著。量子点可提高巨噬细胞IL-6与TNF-α的转录水平,对IL-2、IL-12的影响不显著;量子点对巨噬细胞IL-6与TNF-α分泌量的影响不显著。 【结论】 高剂量的CdSe/ZnS量子点可降低巨噬细胞的活力,但并不显著影响巨噬细胞的免疫反应功能。本项目首次研究了CdSe/ZnS量子点对巨噬细胞的影响,可为CdSe/ZnS量子点细胞毒性研究方面提供新的理论依据,有助于推进CdSe/ZnS量子点在医学上的实际应用。     

半导体量子点对原代培养大鼠牙乳头细胞生物相容性的研究

目的:研究半导体量子点(QDs)对原代培养的大鼠牙乳头细胞(Rat dental papillae cells,RDPCs)的生物相容性.方法:①选择刚出生3天的新生SD大鼠,取出磨牙牙胚,分离牙乳头,用酶消化法培养SD大鼠牙乳头细胞,用波形丝蛋白和细胞角蛋白免疫化学染色鉴定细胞来源,观察细胞的生长规律;②把605QDs、525QDs及两种量子点等浓度的混合物按3种不同浓度与RDPCs共同培养,观察QDs对RDPCs生长和形态的影响;③用MTT法检测不同浓度的605QDs、525QDs及两种量子点等浓度的混合物对RDPCs的毒性作用.结果:①:体外培养的RDPCs生长良好,波形丝蛋白染色阳性而细胞角蛋白染色阴性.②不同浓度的605QDs、525QDs及两种量子点的等浓度混合物对体外培养的RDPCs没有毒性作用,对其生长和形态也没有影响.结论:605QDs、525QDs及两种量子点等浓度的混合物在一定的浓度范围内对RPDCs具有良好的生物相容性,为605QDs、525QDs在活体生理条件下用于活细胞内的多通道信号研究提供了科学依据.     

脑靶向硫化银量子点的构建及体外跨血脑屏障作用

目的：设计脑胶质瘤靶向的Ag2S量子点及Ag2S-PEG量子点近红外二区成像探针,并比较修饰脑靶向肽Angiopep-2（ANG）前、后量子点通过体外血脑屏障及靶向脑胶质瘤细胞的能力。方法：Ag2S量子点及Ag2S-PEG量子点和脑靶向肽ANG经EDC和NHS介导,发生氨基和羧基的缩合反应进行连接。对Ag2S、Ag2S-ANG、Ag2S-PEG、Ag2S-PEG-ANG量子点的结构及粒径进行琼脂糖电泳、动态光散射及透射电镜等表征,并评价其对U87 MG和bEnd.3细胞的细胞毒性以及穿透体外血脑屏障的能力。结果：修饰ANG肽后的Ag2S-ANG、Ag2S-PEG-ANG量子点水合粒径较Ag2S、Ag2S-PEG增大,差异有统计学意义（P＜0.05）;表面Zeta电位正电性增强;在琼脂糖电泳中迁移距离变短。MTT实验发现,Ag2S、Ag2S-ANG、Ag2S-PEG、Ag2S-PEG-ANG四种量子点在100 μg/mL以下对U87 MG和bEnd.3细胞的存活率没有影响。在体外血脑屏障模型中,Ag2S-ANG、Ag2S-PEG和Ag2S-PEG-ANG均能够穿过上层的bEnd.3细胞到达下层培养基中,而Ag2S-ANG被下层的U87 MG细胞摄取的量有较大提升,约是Ag2S量子点的6倍,差异有统计学意义（P＜0.01）。结论：本研究成功构建了2种脑靶向硫化银量子点,其中Ag2S-ANG能够跨体外血脑屏障系统,靶向脑胶质瘤细胞,为进一步的体内脑靶向成像奠定了基础。     

严肃党内政治生活的四个着力点

目的 合成并分离磷掺杂碳量子点。 方法 以果糖和膦甲酸钠为前驱体水热法合成磷掺杂碳量子点,对洗脱条件进行优化,收集不同洗脱条件下得到的碳量子点样品,并进行紫外-可见光谱、荧光光谱和红外光谱表征以及量子产率的测定。 结果 随着碳量子点极性的增大,碳量子点的发射波长逐渐红移,分离后的碳量子点与未分离的碳量子点混合液具有明显的光学性能差异。 结论 所合成的碳量子点产物可通过硅胶柱层析分离出具有不同极性及光学性能的碳量子点。     

功能化量子点在生物分析，生物成像和靶向运输中的应用

量子点是一类具有优良光学特性的荧光纳米材料。量子点与靶向配体结合形成功能化量子点。功能化量子点被认为是潜在的、新颖的分子探针,适合于一系列生物医学研究。近年来,功能化量子点在生物医学的应用和研究领域,特别是在生物分析,生物成像和靶向运输等方面发挥着重要作用。     

荧光量子点在纳米药物研究中的应用进展

量子点是一类新型无机纳米荧光探针,在长时间、多色的荧光成像和检测中具有突出优势.近年来发展起来的量子点标记技术推动了纳米药物在细胞、活体动物水平上的研究;基于量子点和荧光成像技术开发的集靶向、成像和治疗作用于一体的多功能纳米药物,有望应用于肿瘤诊断和治疗.本文从量子点作为纳米药物载体、量子点标记纳米药物载体、量子点荧光共振能量转移技术用于纳米药物释放研究以及多功能纳米药物开发这四个方面综述了荧光量子点技术用于纳米药物研究的最新进展,并讨论了该领域未来可能的发展方向.     

硒化镉量子点对人黑素瘤细胞和正常表皮细胞的毒性

目的通过cellcountingkit-8(CCK-8)检测不同粒径硒化镉(CdSe/ZnS)量子点对人恶性黑素瘤细胞A375、A375.s2以及正常人表皮细胞HaCaT的细胞毒性,研究硒化镉量子点对黑素瘤细胞生长的影响。方法分别取处于对数生长期的A375、A375.s2以及HaCaT细胞铺入96孔板内,次日分别向铺有细胞的孔内加入浓度为162、81、54、40.5、27、10.125、4.05、2.025、1.0125nmol/L水溶性量子点(QDs)-605与QDs-545进行孵育,24h后每孔加入10μlCCK-8,测定2种硒化镉量子点对A375、A375.s2及HaCaT细胞增殖的影响。结果 CCK-8法显示,随着QDs-605与QDs-545浓度的增加,A375和A375.s2细胞存活率随之下降。不同浓度的QDs-605与QDs-545作用于A375、A375.s2细胞,24h后其细胞存活率均低于对照组(P0.05,P0.01),但是对HaCaT细胞没有抑制作用。结论硒化镉量子点对A375、A375.s2人黑素瘤细胞有一定的抑制作用,而对HaCaT正常人表皮细胞抑制作用不明显。     

碲化镉-3-巯基丙酸(CdTe-3-MPA)量子点在大鼠四肢和胃部淋巴的显像

 目的 利用碲化镉-3-巯基丙酸(CdTe-3-MPA)核壳量子点在大鼠体内建立一种简单高效的淋巴实时显像方法。方法 分别于大鼠(n=15)前肢皮下、后肢皮下、胃窦部胃小弯侧浆膜下注射量子点,观察量子点移行情况。结果 四肢注射的量子点,15 min即出现明显移行,前肢移行到腋窝,后肢则移行到腹股沟。随着时间的延长,量子点继续沿着淋巴管移行,但始终没有越过前正中线。胃部注射的量子点,30 min时移行至胃后面淋巴结。结论 CdTe-3-MPA核壳量子点的淋巴系统成功显像提示CdTe-3-MPA核壳量子点具有辅助淋巴结显影的新潜力。     

量子点标记人舌癌细胞survivin siRNA的研究

目的　研究量子点标记人舌癌Tca8113细胞survivin siRNA的方法,为后期以量子点为载体转染siRNA进行基因沉默的研究提供理论依据及技术支持。方法 表面带正电荷的水溶性量子点,通过正负电荷的吸引力与表面带负电荷的survivin siRNA结合, 在siRNA定量的基础上改变量子点的量,取三种比例进行试验,并设立阳性对照组、阴性对照组,通过琼脂糖凝胶电泳观察siRNA条带的亮度分析量子点标记siRNA的最佳比例。结果 实验组的siRNA条带亮度均比阳性对照组小,其中实验组3的siRNA条带亮度最小且与阴性对照组接近,说明该组中量子点与siRNA结合最佳。结论 量子点标记人舌癌Tca8113细胞survivin siRNA的最佳比例为1:2,且该比例在量子点的安全使用范围内。     

量子点在肿瘤相关研究中的应用

随着量子点相关技术的不断完善,量子点在生物医学领域中的应用也日渐突出.本文介绍了量子点的光学特性及其作为生物标记物的优点,重点讨论了量子点在肿瘤相关研究中的应用,并提出了量子点的发展所面临的挑战.     

纳米技术在心血管医学中的应用

纳米技术是21世纪发展起来的新兴学科,给许多行业带来了巨大的变化,它对医学的渗透与影响更是显而易见。纳米微粒所具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应与协同效应使其展现出许多特有的性质,如比表面积大、表面活性中心多、表面反应活性高、吸附能力强、催化能力高、毒性低及不易受体内和细胞内各种酶的降解等,为其在医学研究应用向纵深发展开辟了崭新的途径,提供了更加科学的手段。本文就纳米技术在心血管医学方面的应用进行了综述。     

羧基功能化聚合物-量子点荧光微球探针的制备及其在槲皮素含量检测中的应用

目的:制备羧基功能化聚合物-量子点荧光微球,基于量子点荧光猝灭建立一种槲皮素低浓度检测的方法.方法:通过溶剂挥发法,采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚马来酸酐-1-十八烯交替共聚物(PMA-ODE)对油溶性CdSe/ZnS核/壳量子点进行包裹制备羧基功能化聚合物-量子点荧光微球.基于槲皮素能够猝灭量子点荧光的特性,将...     

水溶性硫硒化镉量子点纳米颗粒对小鼠皮肤渗透性的影响

[目的]研究水溶性硫硒化镉（CdSeS）量子点纳米颗粒对小鼠皮肤渗透性的影响。[方法]在雄性ICR鼠背部脱毛部位涂抹直径约为5nm,发光波长为620nm的量子点O．32nmol,利用荧光显微镜和透射电镜对施药皮肤部位显微观察皮肤渗透性。[结果]荧光显微像显示量子点能够堆积在皮肤的表皮层中和真皮层的毛囊和腺体中,透射电镜显示量子点附着在皮肤表面和吸附在角质细胞的两侧。[结论]量子点纳米颗粒对小鼠皮肤具有一定渗透性,而且随着施加量子点溶液时间加长,渗透量略有增加,但是主要聚集在皮肤表面和角质层细胞的两侧。     

量子点在肿瘤学中的应用进展

量子点是一类直径小于100nm的半导体纳米晶粒,是一种很有潜力的荧光标记物。量子点标记探针广泛应用于肿瘤的体内外研究,尤其是肿瘤靶向成像、前哨淋巴结成像、肿瘤示踪、肿瘤细胞及亚细胞结构成像及肿瘤标志物检测等。基于量子点技术建立一种高灵敏度、高特异性的肿瘤检测体系,是量子点未来应用研究的一个重要方向。     

抗体共和量子点攻克周围神经束快速术中鉴别的可行性分析

目的论证量子点应用于临床标记神经特异蛋白的可行性。方法通过回顾分析国际上周围神经的感觉和运动支的鉴别方法,指出解剖图谱法、神经电生理法、酶化法的费时及不适用于临床等缺点,提出现今可用感觉和运动神经的相对特异蛋白进行标记鉴别。同时针对纳米量子点的最新科研临床应用进展进行了剖析总结。结果临床手术和基础研究及高科技化学材料的结合应用,将实现快速、准确,术中鉴别神经功能束。量子点技术以其独特的光学特性,必将成为今后神经功能束鉴别的临床应用技术,荧光稳定、明亮、生物相容性好的量子点探针将为鉴别和治疗提供直观依据。结论纳米量子点应用于临床标记神经特异蛋白具有可行性。     

调控量子点对小鼠胚胎干细胞活性影响的研究

目的:探讨调控量子点对小鼠胚胎干细胞活性的影响.方法:通过微波合成法制备荧光性能优越的量子点,并在体外对小鼠胚胎干细胞进行标记,采用激光共聚焦显微镜和流式细胞仪观察分析量子点对小鼠胚胎干细胞标记率、活力、增殖等方面的影响,并通过ROCK抑制剂Y-27632调控小鼠胚胎干细胞的活力和增殖能力.结果:用20 nmol·L-1的量子点标记小鼠胚胎干细胞培养24 h后,小鼠胚胎干细胞的标记率达到92.5%,存活率只有40.7%;使用10 μmol·L-1 Y-27632调控量子点标记的小鼠胚胎干细胞培养24 h后,小鼠胚胎干细胞的存活率提高20%.结论:量子点的浓度越大,小鼠胚胎干细胞的标记率越高,成活率越低,添加Y-27632可以阻止量子点标记的胚胎干细胞的凋亡,明显增加胚胎干细胞的生物活性.     

水相合成CdTe量子点荧光光度法测定硫酸庆大霉素

目的:基于CdTe量子点的荧光淬灭现象,建立一种简便、经济和高灵敏度的检测硫酸庆大霉素的新方法。方法:以巯基乙酸（TGA）为稳定剂,在水相中合成CdTe量子点,并用荧光分光光度计、红外光谱仪、透射电镜对其进行表征。实验过程中,优化了CdTe量子点TGA、镉、碲三者之间的比例,考察了不同pH与回流时间对量子点荧光性质的影响。通过测定CdTe量子点荧光强度的下降,实现了对硫酸庆大霉素注射液浓度的测定。结果:合成了荧光发射峰在607 nm、粒径在4.0 nm左右的CdTe量子点。硫酸庆大霉素对CdTe 量子点的荧光有淬灭作用,在pH=7.4的磷酸盐缓冲体系中,硫酸庆大霉素的浓度在0.10～2.00 mg/L范围时,量子点荧光强度比值与硫酸庆大霉素浓度符合Stern -Volmer方程且相关系数R²=0.9989。结论:该方法灵敏度较高,快速简便,可用于硫酸庆大霉素浓度的测定。