动力蛋白、微管蛋白以及染色体在卵母细胞减数分裂过程中起着重要作用, 但目前传统荧光成像方法受到衍射极限的限制, 分辨率较低, 无法达到卵母细胞减数分裂对成像的要求。首先构建了卵母细胞体外正常成熟体系和原钒酸钠(SOV)作用下的异常成熟体系, 然后基于共聚焦显微技术和随机光学重建显微技术(STORM)两种荧光成像方法, 研究卵母细胞减数分裂过程中动力蛋白和微管蛋白的定位以及染色体的形态与结构。荧光显微成像结果表明：在正常成熟体系中, 动力蛋白分布、微管蛋白形成的纺锤体以及染色体的形态与结构能反映卵母细胞发育的不同阶段；在SOV作用下, 纺锤体结构异常率增加, 出现桶状、细长、团缩、杂乱、梨状、多极等典型异常纺锤体结构, 染色体结构异常率也相应增加。 STORM结果更清晰地展现了纺锤体结构信息, 三维STORM结果揭示了异常纺锤体的紊乱情况, 该方法为卵母细胞减数分裂过程研究提供了精度更高的成像手段。

研究了偶联环状精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-D-苯丙氨酸-赖氨酸[c(RGDfK)]肽段的CdSe/ZnS量子点(QD-RGD)对喉癌血管靶向成像。利用羧基与氨基反应将c(RGDfK)肽段与QD偶联；采用荧光分光光度计对QD-RGD在RMPI1640培养基和小鼠血清溶液中的光谱稳定性进行了检测；利用荧光显微镜检测QD-RGD对Hep-2细胞和MCF-7细胞上整合素αvβ3的靶向性；最后将QD-RGD尾静脉注射到小鼠体内，检测了其对皮脊翼视窗中喉癌血管的靶向性。结果表明QD-RGD的发射光谱在RMPI1640培养基4 h内没有明显变化，在小鼠血清中24 h内发射光谱的荧光强度仅下降了20%；对细胞荧光成像表明QD-RGD能特异性与细胞表面的整合素αvβ3结合；血管成像表明QD-RGD 在注射2 h后聚集在喉癌局部血管，24 h 后QD-RGD从血管中移除。该研究表明QD-RGD能用于活体喉癌肿瘤血管靶向成像，这为喉癌的靶向诊断和靶向治疗研究提供了参考。

研究了CdTe量子点对体外培养小鼠卵巢颗粒细胞的毒性。采用荧光光度计测量了该量子点在DMEM培养基、M1640培养基和磷酸盐缓冲液中的光谱稳定性，分别利用Hoechst32258染色和CCK-8试剂对量子点处理颗粒细胞的凋亡情况和存活率进行检测。结果表明量子点在DMEM培养基中稳定性比其他溶液好，24 h内量子点的发射峰波长无明显偏移，荧光强度仅下降9.8%；Hoechst32258凋亡染色发现细胞核凋亡量随着量子点浓度的升高而增加，CCK-8检测也得到一致的结论。该研究表明，在低浓度下量子点对颗粒细胞的形态、功能无影响，随着量子点在颗粒细胞质中蓄积量的增加，颗粒细胞凋亡率也明显升高。本研究为量子点在活体研究中的安全应用提供了生殖毒性参考。

利用水相法制备CdTe量子点，在不同细胞培养基及不同pH值环境中对其进行了稳定性表征，研究了量子点对HeLa细胞增殖抑制率的影响，而后利用耦联转铁蛋白的量子点对HeLa细胞进行了靶向性标记，最后将量子点与葡聚糖耦联，通过透明背脊皮翼视窗观察其在血管内的动态过程。结果表明：合成的量子点发射谱峰值为660 nm，在DMEM和M1640细胞培养基中具有良好稳定性，当缓冲液pH值由5升高到13时，量子点荧光强度先升高后下降；量子点浓度为13 μg/mL时，HeLa细胞存活率高于80%；耦联转铁蛋白的量子点对HeLa细胞靶向作用明显；可观察到耦联葡聚糖的量子点在小鼠血管中的动态运动。该研究表明合成的量子点可成功用于活体成像。

利用无机低温水相合成法制备表面包覆L-半胱氨酸的CdTe/ZnTe核壳型量子点, 测量不同溶液以及激发功率激光作用下该量子点的光谱特性。 结果表明, 该量子点吸收谱和荧光光谱峰值位置不随pH值变化, 而荧光光强随pH值升高呈近似线性上升趋势; 不同缓冲液对该量子点荧光光强无影响, 但随孵育时间延长, 荧光强度略有下降; 在强激光照射下QDs会被快速光漂白, 选择适当的激光功率(<100 μW), 可降低漂白速率, 实现长时间稳定测量。 因此, 该量子点具有较好的生物稳定性和光稳定性, 将其与血铁蛋白相连形成靶向共轭纳米粒, 可成功用于HeLa细胞标记。 细胞内量子点光漂白实验表明, 细胞微环境会影响量子点的光稳定性, 加速量子点的光漂白。

为了研究CdSe/CdS/ZnS荧光量子点的生殖毒性, 通过建立雌性昆明小鼠卵母细胞体外培养成熟体系, 将量子点加入到卵母细胞培养液, 使其浓度为28.90 nmol/L, 于37 ℃,体积分数为5%的CO2和饱和湿度下分别培养4, 8和20 h, 观察卵母细胞形态并在相差荧光显微镜下拍照统计。实验结果表明, 在该剂量量子点作用下, 随培养时间延长, 进入颗粒细胞的量子点增加, 并累积于细胞膜附近, 但未发现量子点进入卵母细胞内部, 激光共聚焦荧光显微镜的高分辨率层析图证明了该结论。在该剂量量子点作用20 h后, 量子点虽未进入卵母细胞, 但卵母细胞的成熟率显著下降。

We study the uptake and distribution of transferrin (Tf)-conjugated CdSe/CdS/ZnS quantum dots (QDs) in single living HeLa cells with both fluorescence confocal microscopy and three-dimensional (3D) reconstruction technique. By increasing the co-incubation time or the dosage of QDs-Tf, we find that the uptake of QDs-Tf bioconjugates in the cells increases correspondingly, but with different uptake rates. Additionally, the distribution of QDs-Tf, in single live HeLa cells is time dependent. To our knowledge, this is the first study on quantitatively analyzing the uptake and distribution of bioconjugated QDs in single living cells. Such QDs nanoplatform can be further modified for developing biomedical evaluation tool in cancer diagnosis and targeted drug delivery.