提出了一種新的表征方法——膜電位測量。膜電位恢復(fù)時間與膜穿孔尺寸相對應(yīng),因此建立起細(xì)胞膜穿孔尺寸的大小與激光能量閾值之間的關(guān)系,可為準(zhǔn)確地向細(xì)胞內(nèi)遞送不同分子量的外源物質(zhì)提供理論支持。將金納米顆粒與胃癌細(xì)胞共同培養(yǎng),在保證細(xì)胞不受金納米顆粒毒性影響的前提下,選擇不同能量納秒脈沖激光照射共孵育后的胃癌細(xì)胞,并采用碘化丙啶（PI）和鈣黃綠素乙酰甲酯（Calcein-AM）對穿孔后的細(xì)胞進(jìn)行染色驗證。結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)加入直徑為100 nm的金納米顆粒,其數(shù)量與細(xì)胞數(shù)比為400\:1,激光能量密度在20 mJ/cm²時,可以在保證細(xì)胞活性的前提下成功實現(xiàn)532 nm脈沖激光的細(xì)胞膜穿孔;在穿孔條件下,采用光標(biāo)測技術(shù)測量細(xì)胞膜電位,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜電位先增加后復(fù)原,最大增量為50 mV,恢復(fù)時間為250 s。膜電位結(jié)果再次驗證,光穿孔造成的細(xì)胞膜損傷是可以恢復(fù)的,而且可以用膜電位變化來表征。 

【文章來源】：中國激光. 2020,47(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

金納米顆粒數(shù)對胃癌細(xì)胞存活率的影響

di-4-ANEPPS濃度對胃癌細(xì)胞存活率的影響

細(xì)胞膜在穿孔到恢復(fù)過程中,跨膜電位會表現(xiàn)出微小的波動。采用自主搭建的細(xì)胞穿孔及膜電位光學(xué)標(biāo)測系統(tǒng)進(jìn)行了細(xì)胞膜電位變化的探索。分別對加入金納米顆粒的實驗組和不加金納米顆粒的對照組進(jìn)行細(xì)胞膜電位檢測。圖7為未加入和加入直徑為100 nm粒徑、表面電性為陰性的金納米顆粒在受到532 nm納秒脈沖激光照射前后的電位變化。其中小方框代表圈中的背景區(qū)域,大方框代表選擇的目標(biāo)區(qū)域,即要處理的細(xì)胞,通過Matlab 程序處理之后得到細(xì)胞膜熒光強(qiáng)度隨時間變化的曲線,經(jīng)過基線校正之后,分別獲得圖7(b)和圖7(d)�？梢悦黠@看出,實驗組在用532 nm納秒脈沖激光照射后會立即有一個熒光強(qiáng)度的突變,隨后逐漸恢復(fù)至原來的水平,穿孔過程比較迅速,膜電位上升較快,在本實驗中恢復(fù)過程比較緩慢,需要大約250 s,大致4 min。細(xì)胞膜上的電壓敏感染料的熒光灰度值在穿孔前的平均值為227,穿孔后的峰值為234,熒光強(qiáng)度變化了3%。通過標(biāo)定,di-4-ANEPPS的特性為每100 mV的電壓變化會引起7%的熒光強(qiáng)度變化,因此圖中熒光強(qiáng)度實際變化了3%,則實際上細(xì)胞膜電位的變化在50 mV左右。圖7 未加金納米顆粒(對照組)和加金納米顆粒(實驗組)激光誘導(dǎo)細(xì)胞膜電位變化檢測。(a)對照組的熒光圖像;

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于時域有限差分法的Au納米天線增強(qiáng)消光特性研究[J]. 譚偉,楊存,唐吉龍,王登魁,方鉉,王新偉,房丹,魏志鵬,王曉華.  光子學(xué)報. 2018(05)
[2]納秒激光在水和金納米球溶液中的光致?lián)舸┭芯縖J]. 付磊,王思琪,辛靜,張鎮(zhèn)西,王晶.  中國激光. 2018(02)
[3]納米金激光納觀熱效應(yīng)研究與進(jìn)展[J]. 姚翠萍,董艷花,王晶,張虹,王萌萌,張鎮(zhèn)西.  激光生物學(xué)報. 2014(01)
[4]納米尺度激光緊聚焦光穿孔技術(shù)[J]. 梁曉軒,王晶,張鎮(zhèn)西.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2012(10)



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