• <nav id="qgkae"></nav><menu id="qgkae"><strong id="qgkae"></strong></menu>
  • <nav id="qgkae"><nav id="qgkae"></nav></nav>
  • > 研究與應用

    量子點與高靈敏、高通量流式細胞術

    分享到:
    點擊次數:5310 更新時間:2020年05月13日20:47:10 打印此頁 關閉

    量子點與高靈敏、高通量流式細胞術,了解一下?

       

    原創   2018-05-04 昆道生物

       

    流式細胞儀(Flow cytometer)是集光學、應用流體學、電子學、生物學、免疫學等多門學科與技術于一體的新型高科技儀器。   1589897691(1).png

    流式細胞儀基本結構主要由液流系統、光學系統、信號收集與轉換系統、分析系統和細胞分選系統 5 個部分組成。

       

    其核心技術——流式細胞術(Flow cytometry,FCM)是利用流式細胞儀,使單個細胞或其他微小生物粒子處于快速直線流動狀態,且逐個通過光束,從而對單個細胞或微粒進行多參數(數量、大小、核酸含量、細胞活性、特定菌群或物種等)定量分析和分選的檢測技術。FCM 通過激光光源激發細胞上所標記的熒光物質的強度和顏色以及散射光的強度可以得到細胞內部各種各樣的生物信息;也可以利用高分子熒光微球在流式細胞儀上進行免疫或聚合酶鏈反應等多種生物檢測技術。因此FCM在細胞生物學、腫瘤學、血液學、免疫學、藥理學、遺傳學及臨床檢驗學、微生物、食品安全檢測等方面得到了廣泛應用。

       1589897886(1).png

        Web of Science中輸入關鍵詞quantum dot*和flow cytomet*,文章檢索篇數 

       

    傳統流式細胞術采用熒光染料(如羅丹明、FITC)作為標記分子,利用生物分子之間可特異性識別結合從而實現檢測目的。但傳統熒光染料熒光強度較低,難以滿足高靈敏檢測的需要;抗光漂白能力較差,產生的熒光很不穩定,容易淬滅;激發波長窄、發射波長寬,需要多波長激發來實現多色標記。以上不足限制了熒光染料在高靈敏度、高通量流式細胞術中的應用。

       

    相比于傳統熒光染料,量子點具有諸多優點得以應用于生物標記:寬波長激發、窄波長發射的光譜學特性,可應用于同時激發和多色標記進而實現多組分分析;熒光強度高,光穩定性好,抗光漂白能力強,量子點在曝光數小時后依然保持穩定的熒光產率而不被漂白,適用于實時和長時間監測生物學過程。

    image.png   

    量子點在流式細胞術中的應用原理圖

       

    量子點編碼微球技術

       

    量子點編碼微球的制備大多采用量子點與高分子聚合物(聚苯乙烯微球、聚乙烯-馬來酸酐共聚物微球等)結合,其制備方法主要包括溶脹法、層層自組裝、溶膠-凝膠封裝、膜乳化-溶劑揮發法等。一些研究分析中創新性地將磁性納米粒子引入量子點編碼微球,使其兼具編碼、富集、分離的功能,實現流式細胞術的自動化與及時檢測。制備的量子點編碼微球表面功能化修飾羧基、氨基等官能團,通過EDC/NHS、生物素-親和素系統、點擊化學等方法活化進而與生物分子偶聯結合,發揮其生物檢測功能。

       1589898411(1).png

    膜乳化-溶劑揮發法合成量子點免疫磁珠

       


    量子點或量子點編碼微球在流式細胞術中的應用

       

    細胞生物學

       

    定量分析細胞周期并分選不同細胞周期時相的細胞;分析生物大分子如DNA、RNA、抗原、癌基因表達產物等物質與細胞增殖周期的關系,進行染色體核型分析,并可純化X或Y染色體。Park等報道了一種采用聚乙烯亞胺填埋量子點合成水化半徑為100 nm左右的微球,通過流式細胞平臺觀察到,胞內量子點傳遞速度顯著加快。該技術可為基因傳遞、細胞定位、細胞內敏化單態氧檢測等提供方法學。與傳統細胞標記方法(脂質體包裹、CTAB包裹量子點)相比,該方法的熒光強度高10倍,細胞毒性更小。

       image.png

    聚乙烯亞胺填埋量子點的應用:細胞標記,基因沉默RNA運載,細胞特異性識別

       

    腫瘤學

       

    腫瘤標記物是腫瘤細胞在癌變過程中癌基因表達生成的抗原和其它生物活性物質。量子點標記腫瘤標志物檢測技術和傳統的腫瘤標志物檢測手段不同,主要是利用腫瘤標志物和偶聯量子點的特異性抗體發生免疫夾心反應,檢測反應物免疫量子點的熒光產率即可表征腫瘤標志物的含量。也有研究采用量子點對腫瘤干細胞標記物如CD133,CD44和ALDH1進行標記,借助流式細胞儀分析黃曲霉毒素暴露對肝臟腫瘤干細胞的誘導突變作用及定量關系。

       image.png

    量子點編碼微球應用腫瘤標志物AFP的檢測

       

    免疫學

       

    量子點流式細胞術已應用研究細胞周期或DNA倍體與細胞表面受體及抗原表達的關系;進行免疫活性細胞的分型與純化;分析淋巴細胞亞群與疾病的關系;免疫缺陷病如艾滋病的診斷;器官移植后的免疫學監測等。

    image.png   

    量子點在CTLs細胞群免疫表現分析中的應用-結合示意圖

       

    微生物檢測

       

    流式細胞術已經成為微生物學研究中一種必不可少的手段,在微生物檢測中扮演著越來越重要的角色。借助量子點優異的熒光特性,流式細胞術對微生物尤其是細菌這類形體極其微小的粒子的分析優勢更為明顯,可實現對細菌的逐個檢測、靈敏、快速、多參數分析等精確測量。Yang等使用氯仿-SDS或溶菌酶-EDTA處理大腸桿菌細胞壁外層,增加其外壁透性,克服了革蘭氏陰性細菌直接標記量子點的技術難題,成功實現大腸桿菌細胞內標記量子點。借助流式細胞儀對量子點標記大腸桿菌的實用性進行了驗證。這為細菌的多參數分析提供了一種快速、靈敏的方法。

     image.png  

    大腸桿菌量子點標記

       

    小分子污染物分析

       

    隨著人們對食品安全要求的提高 , 相對于其他檢測手段 , 流式細胞術已成為一種被認可的重要分析技術。Zhang等采用溶脹懸浮聚合法以毒死蜱為載體,甲基丙烯酸為模板分子,乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯劑,量子點為熒光標記合成基于量子點的分子印跡聚合物。借助流式細胞儀,該分子印跡聚合物可在2 h內實現對自來水中毒死蜱殘留包括前處理的定量檢測。

     image.png

    不同毒死蜱濃度水平量子點標記分子印跡聚合物散點圖

    ((a) 0, (b) 0.02, (c) 0.04, (d) 0.06, (e) 0.08, (f) 0.1, (g) 0.15, (h) 0.2 mg/L.)

       

    量子點在流式細胞術中的應用已延伸生物學研究的各個領域中。隨著人們對分析技術的安全性重視度日益提高,無毒量子點的呼聲日漸??上驳氖?,發光強度高、光學性質穩定、尺寸可調的無毒量子點如InP/ZnS、CuInS2 /ZnS已成功面世。并且,科學家們已將無毒量子點與流式細胞術結合起來,在生物分析如系統性紅斑狼瘡FcεRI的定量檢測中得到了應用。

       

    一句話可概括為,凡能被熒光分子標記的細胞或微粒均能用流式細胞儀檢測。量子點獨特的光學特性必然促使它在流式細胞術領域成就一番更輝煌的作為。

       

    參考文獻:

       

    Yang C, et al. Journal of Colloid & Interface Science, 2013, 393(2):438-444.

       

    Lu S, et al. Chemistry of Materials, 2017.

       

    Lin K, et al. Cytometry A, 2017.

       

    Zhang H, et al. Analytical Letters, 2017,1-14.

       

    Park J, et al. Acs Nano, 2015, 9(6):6511-21.

       

    Gong X, et al. Analytica Chimica Acta, 2016, 939:84-92.

       

    Akinfieva O, et al. Critical Reviews in Oncology/hematology, 2013, 86(1):1-14.

       



       

    E:sales@kundaobio.com

       

     

    上一條:為什么開展熒光Western 下一條:量子點免疫層析技術簡介
    小姪女下面粉嫩水多很爽小雪,蜜臀AⅤ永久无码精品,亚洲男同gv片在线观看,男同gay18禁免费网站