动态荧光分子成像技术研究进展

动态荧光分子成像技术能够描述荧光分子探针在生物体内吸收、分布以及排出的完整过程,是一种可以对生物体的生理、病理过程进行连续监测的动态成像技术.这项技术具有无电离辐射、成像速度快、灵敏度及特异度高、费用低廉等优点,在基础医学及临床医学研究中具有广阔的应用前景.从系统、算法和应用3个方面对动态荧光分子成像技术的研究进展进行了综述.     

激光诱发肿瘤荧光图像定位方法的研究进展

激光诱发肿瘤荧光图像定位方法是利用光敏剂在癌组织中的选择聚集性和受激发射荧光特性，通过实时检测荧光图像，可较为准确地识别恶变肿瘤组织的范围，能在肿瘤手术过程中对肿瘤图像进行实时显示，有效减小手术或其它治疗对患者重要器官的损伤；此外，在早期诊断癌症的过程中，这种方法可以引导组织活检，并为X射线检查提供辅助信息，对早期癌变组织进行诊断和定位。     

时间分辨荧光各向异性及其在生物大分子研究中的应用

概述了时间分辨荧光各向异性（TRAMS）的工作原理和发展概况，描述了常用荧光探针，标记物及大分子的一般标记方法，讨论了其测定方法，研究特点及生物大分子中的构象及结构变化等研究方面的应用，展望了未来的应用前景。     

激光诱发肿瘤荧光图像定位方法的研究进展

激光诱发肿瘤荧光图像定位方法是利用光敏剂在癌组织中的选择聚集性和受激发射荧光特性,通过实时检测荧光图像,可较为准确地识别恶变肿瘤组织的范围,能在肿瘤手术过程中对肿瘤图像进行实时显示,有效减小手术或其它治疗对患者重要器官的损伤;此外,在早期诊断癌症的过程中,这种方法可以引导组织活检,并为X射线检查提供辅助信息,对早期癌变组织进行诊断和定位。     

自体荧光在组织中的传输规律研究

利用一系列蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟研究自体荧光在组织中的传输规律，分析组织的光学参数、结构、边界条件以及组织荧光团的量子产量等因素对荧光光谱的影响。首先模拟分析半无限大介质模型中的荧光，认为最终逸出组织表面的荧光在组织中的产率是深度的函数；然后分别对正常组织和粘膜癌变组织，进行模拟分析，结果表明，粘膜下层对产生荧光的影响较小，即当粘膜层随着癌变的发展而不断增厚时，癌变组织产生的荧光总量并不会发生太大的变化。     

激光诱导荧光检测系统的建立

激光诱导荧光肿瘤检测技术是一种方便，无损伤和灵敏度高的方法。本文报道采用小剂量血卟啉进行光敏诊断，设计建立了以光学多通道分析仪为核心的核心的激光诱导荧光检测系统，并通过实践表明系统的初步达到了设计和临床的要求。     

一种稀土荧光化合物的合成及光谱性质研究

目的 研制新型时间分辨荧光免疫分析螯合剂.方法 以4,4'-二溴-6,6'-二溴甲基-2,2'-联吡啶为起始反应原料设计合成出一种新型化合物4,4'-二(对氨基苯乙炔基)-6,6'-二(N,N-二(叔丁氧基羰甲基)氨甲基)-2,2'-联吡啶,并对其结构进行确认.结果 将该化合物与铕离子结合形成的稀土荧光化合物的荧光性质进行研究,表明其主要发射波长为595 nm(5D0-7F1)、618nm(5D0-7F2),荧光寿命为643μs.当荧光溶液放置72h,荧光强度值无明显变化.在该荧光体系下,Eu3+浓度分析检测范围为10-5～10-11 mol/L.结论 该荧光化合物结构有较好的稳定性,为固相时间分辨免疫体系奠定了基础,具有广泛的应用前景.     

基于光纤的荧光成像及荧光强度测量系统

基于光纤的荧光成像及荧光强度测量系统由作为激发光源的发光二极管、作为荧光探测器的电荷耦合器件、光纤探头以及用于系统控制和数据处理的计算机软件构成。当光纤探头使用传像光纤时,本系统实现显微荧光成像功能,可以对使用荧光标记的细胞进行离体或者在体观察;当光纤探头使用"1分4"传光光纤时,系统可实现多通道实时荧光强度测量功能,且能够以微创的方式对实验动物体内多个器官进行在体、实时及连续的荧光强度测量,为研究荧光染料在各器官内的代谢情况提供了一种新的工具。     

一种新的荧光染料-碳

荧光色素染色法最突出的特点是具非常高的敏感性。因此荧光显微术在各个科学和技术领域中得到越来越广泛的应用。能用来作荧光染料的物质通常是以苯环为基础的芳香族化合物和一些杂环化合物。我们在实验中首次发现市售普通墨汁可对中、小血管行荧光染色。为进一步探讨是何物质发荧光及可能的机理,我们作了此项研究。     

利用荧光探针Fluo-4检测胸腺细胞内钙离子浓度变化

利用荧光显微数码成像系统测量荧光探针Fluo-4荧光强度的改变,建立动态检测细胞内钙离子浓度的方法.用荧光探针Fluo-4/AM标记原代培养小鼠胸腺细胞,以KCL刺激胸腺细胞去极化,并打开细胞膜上电压依赖性钙通道,细胞内荧光强度会发生改变.利用荧光显微数码成像系统动态监测Fluo-4荧光强度的改变可分析计算钙离子浓度.本方法灵敏度高,能实时监测细胞内钙离子浓度的变化.     

同时显示杂交信号和荧光R带的FISH技术

目的建立直接将ＤＮＡ探针定位于显示Ｒ带染色体上的简便方法。方法正常人外周血淋巴细胞培养６７小时，同时加入Ｈｏｅｃｈｓｔ３３２５８和ＢＵｄＲ继续培养５～６小时，常规方法制片。标本浸于２×ＳＳＣ中，在距其１０ｃＭ的２０Ｗ紫外灯下７５℃照射２０分钟。此标本以生物素标记的ｃｏｓｍｉｄ和ＹＡＣ克隆以及ｐＢａｍＸ７进行原位杂交，Ａｖｉｄｉｎ－ＦＩＴＣ和Ａｎｔｉａｖｉｄｉｎ进行信号的检测与放大，ＰＩ复染。于Ｏ１ｙｍｐｕｓＢＸ６０型荧光显微镜下，通过ＷＩＢ滤光镜同时观察显示Ｒ带的染色体和杂交信号。结果在显微镜下，黄绿色杂交信号直接定位于红色并显示Ｒ带的染色体上。结论该方法可用于快速并准确地进行ＤＮＡ片段的染色体定位     

用胞质轻链免疫荧光原位杂交技术检测多发性骨髓瘤细胞遗传学异常

目的 建立骨髓单个核细胞涂片胞浆轻链免疫荧光原位杂交技术(immunofluorescence of the cytoplasmic light chain in situ hybridization,cIg-FISH),检测多发性骨髓瘤(multipte myeloma,MM)患者的染色体异常,为MM患者的分子细胞遗传学检测提供新方法.方法 以骨髓单个核细胞涂片为载体,采用8号染色体着丝粒探针进行间期荧光原位杂交技术,检测MM浆细胞(plasma cells,PCs)的8号染色体异常情况,并且通过联结7-氨基-4-甲基香豆素-3-乙酸(7-amino-4-methylcoumarin-3-acetic acid,AMCA)的抗人κ或λ轻链抗体标记MM标本中PCs,然后通过联结AMCA的二抗增强荧光效果.结果 单个核细胞涂片上胞浆荧光抗体筛选的PCs有明显的蓝色荧光,18例患者中7例(38.9%)有8号染色体异常,其中8号染色体单体(-8)5例(27.8%),8号染色体三体(+8)2例(11.1%).结论 骨髓单个核细胞涂片cIg-FISH具有简便、特异、准确的特点,可用于MM分子遗传学异常的检测.     

荧光钙离子指示剂在活细胞钙利用研究中的应用

细胞钙的转运和利用及其与某些疾病发生和发展的关系是当前生理功能微观研究中的重点之一。是生命科学和基础医学研究中的前沿课题。应用荧光钙离子指示剂研究单个活细胞中钙的变化是近年兴起的一门新技术,具有广阔的应用前景。本刊特请加拿大McMaster大学教授关超然博士撰写此文并译出,以飨读者。     

光敏剂浓度和给药时间对荧光诊断效果的影响

目的 为探索光敏剂浓度和给药时间对蓝光诱导的荧光诊断的影响,以提高荧光诊断的准确度.方法 常规方法制备荷瘤小鼠,分别给荷瘤小鼠静脉注射不同浓度（0～70 mg/kg体质量）的光敏剂-血卟啉衍生物（HpD）,并在给药后不同时间（0～48 h）,以前置395～415 nm滤光片的碘镓灯为激发光源,蓝光诱导载体荧光,通过图像采集系统采集荧光图像,取活组织做病理切片检查.结果 HpD浓度为40mg/kg体质量,给药后18 h,可以较为精确地反映肿瘤组织的浸润范围,荧光诊断准确度高于其他实验组;同时假阳性率低于其它实验组,差异有统计学意义.结论 荧光诊断的效果与光敏剂的浓度和观察时间密切相关;优化2者参数,可提高荧光诊断的准确度并降低假阳性率,对临床肿瘤手术方案的制定有重要参考价值.     

基于FRET荧光蛋白探针的活体定量分子影像方法探究

目的荧光共振能量转移(fluorescent resonance energy transfer,FRET)探针由于自身仍存在诸多局限,其在活体成像领域尚未得到广泛应用。本文旨在解决FRET探针在活体定量分子影像应用中所存在的瓶颈问题,即如何利用FRET探针精准计算目标物浓度,以及如何基于FRET探针实现三维成像。方法基于探针和目标物结合时的化学反应平衡关系,提出一种新型分析方法,以精确定量待测物[钙调素(calmodulin,Ca M)]的浓度。同时对于FRET探针的活体分子成像,结合荧光透射成像(3DFMT)方法,建立了可进行三维时空动态FRET检测的平台系统,对FRET探针的测量结果(即待测物浓度)进行实时定量的三维重建。结果准确地定量了待测物Ca M浓度,并得到了高质量的3D-FRET分布影像。结论提出FRET探针在活体成像应用领域两个关键问题的解决方案,为基因编码FRET探针向活体分子影像领域的推广奠定了重要的技术基础。     

荧光显微镜摄影技术

当前在组织细胞学的实验研究中 ,广泛地应用着利用抗原 -抗体反应的免疫组织化学 (Imm unohistochem istry)技术进行对组织、细胞内活性物质的定位和对它们的存在状态的观察。而免疫组织化学方法又包括着荧光抗体法、酶抗体法、重金属标记抗体法等。这些方法中 ,荧光抗体法 (Immunoflu-orescence)是用荧光物质标记的抗原 -抗体反应的方法 ,近年来由于新的荧光标记物质的出现和染色技术的发展 ,可以用多种荧光色素标记而作成多重荧光染色标本。由于在多重荧光染色的标本上 ,使用了多种荧光标记物质 ,可以在同一标本上获取多种信息 ,因而 ,目…     

激光诱发荧光在结肠肿瘤早期诊断中的应用

激光诱导荧光法 (L IF)利用生物组织的自体荧光特性来判断组织性质 ,能实时、无损地提供组织信息 ,从而区分正常与病变组织。本文详述了生物组织自体荧光谱技术应用于结肠肿瘤诊断的研究方法、最新成果和现状 ,并对其发展和应用提出了几点建议。     

一种水溶性稀土上转换荧光纳米探针及其活体荧光成像研究

目的制备一种水溶性稀土上转换荧光纳米探针NaYF4∶Yb3＋/Er3＋,用于动物活体荧光成像。方法采用三氟乙酸盐热分解法合成油溶性稀土上转换荧光纳米探针NaYF4∶Yb3＋/Er3＋,然后选用柠檬酸或L-半胱氨酸作为修饰剂,置于油-水两相中加热到100℃进行配体交换,离心纯化得到水溶性产物。并对所制备的上转换荧光纳米微粒进行X射线衍射测试（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）、透射电子显微镜及红外和荧光光谱等表征,确定稀土上转换荧光纳米探针的组成、形态及修饰后该纳米探针的性质。最后将修饰后的水溶性稀土上转换荧光纳米探针作为探针应用于小鼠的活体成像。结果制备的稀土上转换荧光纳米探针NaYF4∶Yb3＋/Er3＋为立方相、平均粒径约21.3 nm的多边形结构,分别在540 nm和660 nm处发出荧光。用柠檬酸或L-半胱氨酸修饰后的稀土上转换荧光纳米探针可以稳定地分散在水中;并且修饰后的稀土上转换荧光纳米探针的粒径、晶相及荧光性质没有发生改变;红外光谱表明,该纳米探针的表面成功引入了修饰剂;该荧光纳米探针用于小鼠活体成像荧光信号清晰可见。结论研制出了一种用柠檬酸或L-半胱氨酸表面修饰的、水溶性稀土上转换荧光纳米探针NaYF4∶Yb3＋/Er3＋,表现出了较好的动物活体成像应用前景。     

三通道荧光共振能量转移分析法的优化及其对活细胞内受体复合物组成的分析

目的在活细胞内建立并优化三通道FRET检测方法,使之更好地适用于膜蛋白复合物亚单位的相互作用。方法利用在HEK293细胞中转染pCFP-YFP作为阳性对照,共转pCFP和pYFP作为阴性对照,用不同的公式如FRETN、NFRET、FR及Net FRET／Df等进行FRET定量计算,并通过改变供体与受体比例来观察所测得的FRET值与FRET转移效率的关系。在HEK293细胞内转染CFP或YFP标记的不同亲离子型谷氨酸受体（iGluR）亚单位,分析它们之间的相互作用。结果FRETN、NFRET、FR及Net FRET／Df等公式均可以适用于本研究所建的三通道FRET检测系统;对于不同的公式,供体与受体蛋白分子表达比例的变化会对测量结果产生不同的影响。用所建FRET技术,发现CFP-GIuRI与YFP-GIuRI之间,以及CFP-NRI与YFP-NRI具有确定FRET信号,而CFP-GIuRI与YFP-NRI则没有FRET发生。结论在对不同iGluR亚单位之间相互作用的研究中证明同一受体亚型中的亚单位之间可以形成同聚体,而不同受体亚型的亚单位之间则不会形成复合物。     

近红外荧光散射断层成像的研究进展

近红外荧光光学断层成像(FODT)是以合适的荧光探针作为标记物或对比剂，用特定波长的红光激发荧光染料，使其发出波长长于激发光的近红外荧光，通过测量媒质边界处有限点的荧光强度，考虑光子在组织中传播的散射特性，来重建出组织内部的荧光光学特性的分布图像以及组织光学参数。这种成像方式具有无电离辐射、染料稳定、可长期监测和设备简单、成本低等优点，在肿瘤检测、基因表达、蛋白质分子检测和药物受体定位等方面有着很大的应用潜力。在给出近红外荧光散射断层成像典型系统的基础上，详述了近红外荧光在组织中的频域传播模型和重建算法；介绍了两家研究机构在此领域的研究进展；讨论了将该成像方法应用于临床的进一步的发展方向。