發(fā)布時(shí)間：2017-12-16 22:27

  本文關(guān)鍵詞：基于STED超分辨技術(shù)的新型菁染料對(duì)細(xì)胞線粒體膜結(jié)構(gòu)成像研究

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【摘要】：光學(xué)顯微成像具有非接觸、無(wú)損傷等優(yōu)點(diǎn),是長(zhǎng)期以來(lái)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的重要工具。因?yàn)楣鈱W(xué)衍射極限的存在,光學(xué)顯微鏡的分辨率極限自1873年以來(lái)止步于200nm這一極值,無(wú)法獲得尺寸在200nm以內(nèi)生物結(jié)構(gòu)的清晰圖像。超分辨技術(shù)的誕生是本世紀(jì)光學(xué)顯微成像領(lǐng)域的重要突破,為生物科學(xué)的研究提供了不可替代的有力工具。超分辨光學(xué)成像(Super-resolution Optical Microscopy)[1]技術(shù)泛指分辨率打破了光學(xué)顯微系統(tǒng)分辨率極限的顯微技術(shù),目前常見(jiàn)的超分辨成像技術(shù)主要有兩種途徑:一是基于點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)工程的方法實(shí)現(xiàn)超分辨,例如受激發(fā)射損耗顯微技術(shù)(Stimulated Emission Depletion Microscopy,簡(jiǎn)稱STED);二是基于單分子定位實(shí)現(xiàn)超分辨,例如光激活定位顯微技術(shù)(Photo activation Localization Microscopy,簡(jiǎn)稱PALM)、隨機(jī)光學(xué)重構(gòu)成像(Stochastic Optical Reconstruction Microscopy)等。線粒體膜,尤其是內(nèi)膜在線粒體生理過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用,研究線粒體膜結(jié)構(gòu)與功能具有重大意義。熒光成像具有靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)而廣受關(guān)注,熒光染料作為熒光成像過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)具有非常重要的地位,而常規(guī)熒光染料,如Rhodamine123和JCT-1等線粒體染色劑,由于自身分子結(jié)構(gòu)與電荷分布等特征優(yōu)先定位于線粒體基質(zhì),對(duì)線粒體膜結(jié)構(gòu)有選擇性染色的長(zhǎng)波長(zhǎng)染料比較少見(jiàn),尤其是能同時(shí)超分辨成像線粒體膜結(jié)構(gòu)的熒光探針更是稀缺,因此需要開(kāi)發(fā)新型超分辨熒光探針對(duì)線粒體膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像研究。多甲川菁染料是常見(jiàn)的長(zhǎng)波長(zhǎng)熒光染料,例如Cy5,Alexa-647等[2]常用于STORM超分辨成像,但這類染料存在一些問(wèn)題,如光穩(wěn)定性差、熒光量子產(chǎn)率不高等,需要開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異的新型菁類熒光染料。與Cy5染料相比,方酸菁染料是一類耐光漂白性好,熒光量子產(chǎn)率高的染料,但其水溶性差、活細(xì)胞內(nèi)染色定位性差等問(wèn)題�；谏鲜隹紤],開(kāi)發(fā)新型菁熒光染料成為迫切需要,使其同時(shí)兼具方酸類染料與甲川類菁染料的優(yōu)點(diǎn),更好的用于超分辨熒光成像。本碩士論文工作主要搭建了一套STED超分辨熒光成像系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)了一類新型菁染料用于活細(xì)胞線粒體內(nèi)膜結(jié)構(gòu)的特異性熒光標(biāo)記與STED超分辨成像研究,主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1.STED超分辨成像系統(tǒng)的搭建,使用已知納米熒光材料對(duì)STED系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)指標(biāo)的標(biāo)定;2.新型菁染料(后均簡(jiǎn)稱為探針1)的制備與光譜性能研究,包括吸收,發(fā)射光譜,熒光量子產(chǎn)率測(cè)試,對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色等生物實(shí)驗(yàn)等;3.探針1用于活細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)及STED超分辨成像研究。本碩士論文工作的創(chuàng)新點(diǎn)主要包括以下兩點(diǎn):1.設(shè)計(jì)制備了一種新型的菁染料探針,可靶向定位共價(jià)標(biāo)記活細(xì)胞線粒體膜,其效果優(yōu)于商用線粒體標(biāo)識(shí)劑羅丹明123;2.搭建了一套STED超分辨成像系統(tǒng),并獲取了用探針標(biāo)定的RAW-7細(xì)胞線粒體膜的超分辨圖像,其分辨率與共聚焦成像相比有明顯提高。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q244

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本文編號(hào)：1297731