細(xì)胞是組成生命體結(jié)構(gòu)和功能的基本單元,是除病毒之外所有生物的基本組成。在真核細(xì)胞中,亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)如細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、線粒體、溶酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等都是必不可少的功能單元。在調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、生長(zhǎng)、凋亡和細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸中扮演著重要角色。正是由于細(xì)胞器在細(xì)胞生命活動(dòng)中具有重要作用,其結(jié)構(gòu)和功能的紊亂將導(dǎo)致各種疾病,如癌癥、溶酶體貯積病及各種神經(jīng)退行性疾病等。因此,對(duì)細(xì)胞器結(jié)構(gòu)、功能以及微環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)對(duì)深入理解其在生命活動(dòng)中的作用以及對(duì)疾病的診斷與治療十分重要。表面增強(qiáng)拉曼光譜（surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS）是一種可獲得物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)信息并且具有超高檢測(cè)靈敏度的光譜技術(shù)。由于SERS技術(shù)具有譜峰窄、光穩(wěn)定性好、可實(shí)現(xiàn)多組分檢測(cè)、對(duì)生物體系損傷較小等優(yōu)勢(shì),已被廣泛應(yīng)用于生物體系的檢測(cè)與治療研究中。雖然SERS檢測(cè)技術(shù)已初步用于細(xì)胞器相關(guān)檢測(cè)與治療研究中,但還面臨著一些問(wèn)題。例如,由于缺少有效的細(xì)胞器檢測(cè)手段,研究對(duì)象比較局限,大部分是以細(xì)胞核研究為主,而且檢測(cè)準(zhǔn)確性有待驗(yàn)證。并且,對(duì)細(xì)胞器微環(huán)境的研究比較匱乏,有待進(jìn)一步發(fā)展。除此之外,以細(xì)胞... 

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細(xì)胞核結(jié)構(gòu)[4]

第一章緒論3圖1.2線粒體結(jié)構(gòu)（a）與功能（b）[8]。和“顆粒（chondros）”組成“mitochondrion”來(lái)命名這種結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造了線粒體一詞。到20世紀(jì)10年代，Kingbury提出線粒體參與細(xì)胞呼吸作用后，線粒體的功能才被提出[7]。線粒體是大多數(shù)細(xì)胞中存在的具有兩層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，其形狀呈棒狀或球狀，直徑大約在0.5-10μm左右。如圖1.2（a）所示，線粒體主要是由線粒體外膜、膜間隙、內(nèi)膜、嵴和線粒體基質(zhì)等結(jié)構(gòu)組成。其中，線粒體外膜主要參與一些生化反應(yīng)過(guò)程，例如脂肪酸鏈延伸、腎上腺素氧化以及色氨酸生物降解等（如圖1.2（b））。除此之外，它也能初步分解那些將在線粒體中進(jìn)行氧化反應(yīng)的物質(zhì)。線粒體外膜和內(nèi)膜之間的間隙就是線粒體膜間隙，厚度約為6-8nm，里邊充斥著眾多生化反應(yīng)底物、可溶性酶以及輔助因子等。線粒體內(nèi)膜是位于線粒體外膜內(nèi)部的單層膜，包含了150多種蛋白質(zhì)，約占線粒體蛋白總種類(lèi)的五分之一。這些蛋白主要承擔(dān)運(yùn)輸一些氨基酸等的中間產(chǎn)物、蛋白質(zhì)等任務(wù)；參與氧化磷酸化中的氧化還原反應(yīng)以及ATP的合成；除此之外，線粒體的分裂與融合也由其控制。線粒體基質(zhì)是由線粒體內(nèi)膜包裹的線粒體內(nèi)部空間，含有多種生化反應(yīng)的酶等蛋白質(zhì)。線粒體內(nèi)膜向線粒體基質(zhì)褶皺形成的一種結(jié)構(gòu)就是嵴，含有用于ATP合成的ATP合成酶。另外，線粒體還可以?xún)?chǔ)存鈣離子，是生物體氧化代謝的場(chǎng)所。除了上述基本功能外，線粒體還參與了許多其他生理過(guò)程，例如調(diào)控細(xì)胞增殖、細(xì)胞代謝、細(xì)胞凋亡、合成膽固醇等[8,9]。1.1.1.3溶酶體溶酶體是由ChristiandeDuve于1955年首次發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)，他在經(jīng)過(guò)離心制備的大鼠肝細(xì)胞組分中觀察到該組分包含多重活性的多種酶，例如酸性磷酸酶。而且，經(jīng)過(guò)冷凍儲(chǔ)存之后其活性會(huì)降低。然而，他們將肝細(xì)胞組分冷藏

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文4時(shí)間并進(jìn)行進(jìn)一步分析后，發(fā)現(xiàn)酸性磷酸酶活性不但沒(méi)有降低，反而有所增加。這些結(jié)果表明酸性磷酸酶應(yīng)該包含在一種膜結(jié)構(gòu)中，該膜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了以上反常的結(jié)果。這種膜結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是一種新型的細(xì)胞器，即溶酶體。通過(guò)優(yōu)化離心條件，deDuve隨后還從細(xì)胞碎片中提取出了溶酶體[10]。此后不久，AlexNovikoff用酸性磷酸酶作為標(biāo)記物，獲得了富含溶酶體的第一張電子顯微照片。圖1.3溶酶體的結(jié)構(gòu)和功能[11]。如圖1.3所示，溶酶體是單層膜包被的具有多種形狀（多為球狀）的囊泡結(jié)構(gòu)。根據(jù)內(nèi)涵物和形成的階段不同，可以分為初級(jí)溶酶體和次級(jí)溶酶體。初級(jí)溶酶體是指具有均勻基質(zhì)的顆粒狀的溶酶體；而次級(jí)溶酶體則是具有復(fù)雜的髓磷脂樣結(jié)構(gòu)的液泡狀溶酶體。其直徑在50nm-1μm之間[11]。最外層膜是一層糖基化膜，厚度約為6-10nm，含有很多磷脂成分。與細(xì)胞質(zhì)膜組成十分類(lèi)似，其中含有100多種膜蛋白[12]。由于溶酶體膜上存在質(zhì)子泵，可以借助ATP水解產(chǎn)生的能量將細(xì)胞漿里的Ｈ＋轉(zhuǎn)運(yùn)入溶酶體，因此，導(dǎo)致溶酶體內(nèi)部pH值比細(xì)胞質(zhì)中低兩個(gè)單位，約為4.5-5.0[13]。溶酶體內(nèi)含有包括蛋白酶、核酸酶、磷酸酶、等在內(nèi)的60余種酸性水解酶，這些酶能夠消化很多內(nèi)源性或外源性大分子，賦予了溶酶體消化功能，使其成為細(xì)胞內(nèi)的消化器官，也是物質(zhì)新陳代謝的場(chǎng)所。除此之外，溶酶體還參與了許多重要的生理過(guò)程，例如膽固醇穩(wěn)態(tài)的維持、細(xì)胞質(zhì)膜修復(fù)、病原體防御、調(diào)節(jié)細(xì)胞分泌過(guò)程、控制細(xì)胞死亡和信號(hào)傳導(dǎo)[13]。而且，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Precise nanomedicine for intelligent therapy of cancer[J]. Huabing Chen,Zhanjun Gu,Hongwei An,Chunying Chen,Jie Chen,Ran Cui,Siqin Chen,Weihai Chen,Xuesi Chen,Xiaoyuan Chen,Zhuo Chen,Baoquan Ding,Qian Dong,Qin Fan,Ting Fu,Dayong Hou,Qiao Jiang,Hengte Ke,Xiqun Jiang,Gang Liu,Suping Li,Tianyu Li,Zhuang Liu,Guangjun Nie,Muhammad Ovais,Daiwen Pang,Nasha Qiu,Youqing Shen,Huayu Tian,Chao Wang,Hao Wang,Ziqi Wang,Huaping Xu,Jiang-Fei Xu,Xiangliang Yang,Shuang Zhu,Xianchuang Zheng,Xianzheng Zhang,Yanbing Zhao,Weihong Tan,Xi Zhang,Yuliang Zhao.  Science China（Chemistry）. 2018(12)



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