1 天津城建大学 理学院, 天津 300384
2 中企众鑫（天津）工业设计有限公司, 天津 300384
制备了水溶性半胱氨酸修饰的CdTe和CdTe/CdS核壳结构量子点, 实现了对叶酸分子的特异性荧光标记, 可作为具有应用潜力的叶酸浓度快速测定荧光探针。实验结果表明, 叶酸分子可以使CdTe量子点发生明显的荧光猝灭, 而在CdTe/CdS核壳结构量子点中, 没有观察到这种猝灭行为。本文采用Stern-Volmer方程对荧光猝灭机制进行了分析, 研究表明该猝灭机制是静态荧光猝灭。CdTe量子点在与叶酸分子作用过程中, 荧光光谱发射峰发生了约35 nm的蓝移, 热力学计算表明, 量子点可能与叶酸分子通过静电作用形成了络合结构。
荧光 量子点 叶酸 猝灭 CdTe/CdS核壳结构 fluorescence quantum dots folate quenching CdTe CdTe CdTe/CdS core-shell structure
癌症是威胁人类健康的重大疾病之一, 实现早查早治是降低癌症死亡率的重要手段。 目前在癌症的众多识别方式中, 荧光检测凭借无创伤、 检测快和可视化等优点受到了持续关注。 文章对荧光探针靶向识别肿瘤的研究新进展进行了综述; 对赋予荧光探针靶向性的叶酸(FA)和叶酸受体(FR)介导研究进展进行了介绍和深入分析。 叶酸受体是癌细胞表面过量表达的特有物质, 利用叶酸和叶酸受体特异性结合的特点, 叶酸对荧光探针分子进行修饰可赋予荧光探针识别癌细胞的靶向性。 叶酸受体有4种亚型(FRα, FRβ, FRγ和FRδ), 前两者FRα和FRβ因分别在癌细胞和炎症巨噬细胞表面过量表达而备受关注, FRα和FRβ约有70%的同源性, 两者均具有能与叶酸结合的特性, 造成了荧光探针分子在生物识别过程中难以区分癌细胞和炎症巨噬细胞的弱势; 针对叶酸修饰荧光探针难以区分叶酸受体亚型造成癌细胞和炎症巨噬细胞混淆问题的结构性缺陷, 分析了两种叶酸受体亚型结构具有的手性区别特征: FRα和FRβ主要区别位于三个末端未翻译区, 有三种不同手性特征的氨基酸形成一个用来包结叶酸分子的三角空腔, 分别固定在氨基酸堆积体节点上的三种氨基酸形成了不同手性特性的区域性“手性空间”。 FRα和FRβ本身的结构对不同的配体表现出立体差异性。 讨论了基于叶酸受体亚型存在的“手性空间”差异性, 构建叶酸受体亚型荧光及手性识别探针的可能性; 有望借助光谱成像, 通过手性荧光探针分子对氨基酸的识别区分叶酸受体两种亚型, 实现可视化区分肿瘤细胞和炎症巨噬细胞的识别难题, 进而提高癌细胞识别的准确性; 文章介绍了手性荧光探针识别氨基酸原理及结构优化设计进展; 近年来手性量子点对氨基酸不同对映体的研究备受关注。 对无机手性量子点手性产生的本质特征和氨基酸对映体的识别特性进行了总结分析。 最后对荧光探针及手性识别领域进行了展望。
荧光染料探针 肿瘤识别 手性靶向识别 叶酸受体介导 手性量子点 Fluorescent dye probe Tumor Recognition Chiral targeted recognition Folate receptor mediated Chiral quantum dots 光谱学与光谱分析
2021, 41(12): 3802
1 湖南省人民医院老年医学研究所，长沙 410016
2 中南大学肿瘤研究所，长沙 410078
为解决白藜芦醇(Res)因水溶性小、稳定性差、生物利用度低而在临床的应用受到限制的问题，将叶酸 -聚乙二醇 -脂质体(FA-PEG-Lip)、介孔碳纳米管(MCN)和 Res混合并超声处理，制备得到装载 Res的 FA-PEG-Lip包裹的 MCN(FA-PEG-Lip@MCN/Res)纳米体系。所获得的 FA-PEG-Lip@MCN/Res具有纳米级尺寸[宽：(80±10)nm；长：(600±100)nm]、负的表面电荷(-10.2 mV)、出色的载药量(131.59 mg/g MCN)、良好的溶液分散性和近红外(NIR)激光刺激 -响应释放能力等特点。由于叶酸受体介导的靶向运输， FA-PEG-Lip@MCN/Res纳米体系可以高特异性地将所运载的 Res转运到人乳腺癌细胞(MCF-7)。细胞增殖毒性试验表明，未装载药物的 FA-PEG-Lip@MCN其本身生物相容性良好，适于作为药物载体。一系列细胞水平及活体水平的肿瘤治疗试验证明，在 NIR激光照射下，该 FA-PEG-Lip@MCN/Res纳米体系表现出良好的化疗 /光热协同治疗作用，能够对肿瘤进行高效地杀伤。总而言之，该 FA-PEG-Lip@MCN/Res纳米体系能够同时实现提高 Res的水溶性、增强 Res的稳定性、延长 Res在小鼠体内的半衰期、叶酸受体靶向、 NIR激光刺激 -响应释放以及肿瘤协同治疗等诸多功能，有望进一步推动 Res在临床的应用。
白藜芦醇 介孔碳纳米管 纳米脂质体 化疗 /光热协同治疗 叶酸靶向 resveratrol mesoporous carbon nanotube nanoliposomes chemo/photothermal synergistic therapy folate tar-geting
1 广东省量子调控与材料重点实验室, 华南师范大学物理与电信工程学院, 广东 广州 510006
2 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海交通大学物理与天文学院, 上海 200240
本文研究了叶酸修饰硫化镉掺杂二氧化钛(FA-CdS-TiO2)纳米颗粒体外光动力(PDT)灭活HL60细胞的作用效果, 探讨了叶酸修饰增强CdS-TiO2体外PDT效果的作用机理。采用表面修饰的方法制备FA-CdS-TiO2; 通过透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、荧光激发光谱(FS)方法, 对纳米颗粒进行结构和光学性质的表征; 采用CCK-8法检测细胞活性; 利用荧光探针标记技术分析细胞内活性氧水平和细胞对纳米颗粒的摄取效率。实验结果表明: 叶酸修饰后, 纳米颗粒粒径大小和光学性质符合光敏剂要求, 且不会引起新的细胞毒性; 通过叶酸修饰, 细胞对纳米颗粒的摄取效率提升, 细胞内活性氧产量提高, FA-CdS-TiO2纳米颗粒的PDT效率明显增强, 在FA-CdS-TiO2浓度为20 μg/mL时, 暗室细胞存活率约为85%, 可见光下对HL60细胞的灭活率达78%, 实现了较低暗毒性下的较高PDT灭活效率。
叶酸 纳米FA-CdS-TiO2 光动力疗法 HL60细胞 荧光 folic acid nano-FA-CdS-TiO2 photodynamic therapy HL60 cells fluorescence
华南师范大学物理与电信工程学院广东省量子调控与材料重点实验室, 广东 广州 510006
研究了叶酸修饰硒化镉掺杂二氧化钛(FA-CdSe-TiO2)的纳米颗粒体外光动力(PDT)灭活HL60细胞的作用效果，探讨了叶酸修饰增强CdSe-TiO2纳米颗粒PDT效果的作用机理。利用水解沉积法制备CdSe-TiO2，采用表面修饰方法制备FA-CdSe-TiO2纳米颗粒。通过透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外可见吸收光谱等方法，对纳米颗粒进行结构和光学性质的表征；采用CCK-8法检测细胞活性；利用荧光探针标记技术分析细胞内活性氧水平，通过扫描电镜观察细胞的超微结构。结果表明：FA-CdSe-TiO2纳米颗粒对细胞暗室毒性相较于CdSe-TiO2没有大幅变化；而在光照条件下，FA-CdSe-TiO2对细胞的生长抑制率相比于CdSe-TiO2有较大提升，其中叶酸比例为1.0时，在18 J/cm2光剂量辐照下，PDT效率达84%；叶酸表面修饰提高了HL60细胞对纳米颗粒的摄取效率，使细胞内活性氧水平提升，进而增强了对HL60细胞的PDT灭活效率。
生物光学 叶酸修饰硒化镉掺杂二氧化钛 光动力疗法 叶酸 光敏剂 HL60细胞
长春理工大学 化学与环境工程学院， 吉林 长春 130022
壳聚糖经羧甲基化制备出的O-羧甲基壳聚糖，采用离子交联法与叶酸复合制备出叶酸-O-羧甲基壳聚糖复合物。通过红外光谱、X射线衍射光谱、扫描电镜等测试手段进行表征，探讨了叶酸、O-羧甲基壳聚糖的质量比对复合物结构及性能的影响，利用断尾取血法探究复合物的凝血、止血性能。结果显示，叶酸-O-羧甲基壳聚糖凝血、止血效果显著。当叶酸与O-羧甲基壳聚糖的质量比为2∶5时，二者基团的作用力最强，复合物结构最稳定，凝血、止血效果最好。
壳聚糖 叶酸 O-羧甲基壳聚糖 光谱分析 止血性能 chitosan folic acid O-carboxymethyl chitosan spectral analysis hemostatic properties
1 北京工业大学生命科学与生物工程学院, 北京 100124
2 包头出入境检验检疫局, 内蒙古 包头 014010
3 中国检验检疫科学研究院, 北京 100123
叶酸属于B族维生素, 作为生物体内转移一碳单位酶系中的辅酶, 与其他维生素相互作用, 共同维持体内红细胞的稳定, 对氨基酸之间的转化、 细胞的分裂生长, 蛋白质合成的反应都有重要意义。 药物半衰期、 峰浓度和反应速度常数是研究药代动力学的重要参数, 实验运用荧光分光光度计和停流光谱分析仪研究了仿生环境下牛血清白蛋白和叶酸反应的动力学参数, 为叶酸相关的药物代谢参数提供参考。 结果表明: 利用Stern-Volmer方程处理荧光猝灭实验数据, 得到25, 30和37 ℃下叶酸对牛血清白蛋白内源荧光的静态猝灭常数分别为2.455×1010, 4.900×1010和6.427×1010 L·mol-1·s-1; 动力学反应速率常数的计算结果表明不同温度、 pH值和缓冲介质下BSA和叶酸反应的速率常数都大于100 mol·L-1·s-1, 阐明了BSA与叶酸之间的猝灭机理是通过形成复合物的静态猝灭过程; 生理温度下, 牛血清白蛋白浓度与其初始浓度满足二级反应公式, 相关系数为0.998 7, 药代半衰期t1/2为0.059 s; 反应的表观速率常数随着叶酸浓度的增加呈线性增加趋势, 且叶酸催化牛血清白蛋白荧光猝灭的速率常数kcat=3.174×105 mol·L-1·s-1。 此外还测定了不同缓冲介质下牛血清白蛋白与叶酸相互作用的表观速率常数和反应速率常数, 以此来探讨生理介质对于二者反应的影响, 为确定临床用药方案、 预测药物的疗效和毒性以及合理用药有着重要意义。
牛血清白蛋白 叶酸 荧光光谱 动力学参数 BSA (Bovine Serum Albumin) Folic acid Fluorescence spectra Kinetic parameter
1 中南大学湘雅三医院, 湖南 长沙 410013
2 湖南农业大学理学院, 湖南 长沙410128
3 中南大学湘雅医院/湘雅博爱康复医院手术中心, 湖南 长沙 410008
目的: 研究叶酸偶联的超顺磁Fe3O4纳米颗粒对活体肝癌标记效果和MRI成像功能。方法: 以铁盐、十二烷基苯磺酸和3-氨基丙基3-乙氧基硅烷为原料, 通过共沉淀法合成了APTES修饰的超顺磁Fe3O4纳米颗粒, 通过酰胺化法合成了叶酸偶联的超顺磁Fe3O4纳米颗粒, 以X射线衍射仪、透射电镜、红外光谱仪、振动样品磁强计、动态光散射仪对合成材料进行表征, 采用SRB法对叶酸偶联的超顺磁Fe3O4纳米颗粒细胞进行安全性检测, 同时建立活体瘤鼠动物模型, 对其在叶酸偶联的超顺磁Fe3O4纳米颗粒标记前后进行MRI成像对比检测, 每个肿瘤组织块各取2套切片, 分别行苏木素-伊红染色和普鲁士蓝染色, 观察肿瘤组织光镜下形态及组织内含Fe情况。结果: 所制备的叶酸偶联的Fe3O4纳米颗粒为立方相的Fe3O4, 粒径约8 nm左右, 水合直径25.7 nm, 呈近似球形, 表面分布有羧基等功能基团, 呈超顺磁特性, 饱和磁化强度为51 emu/g Fe。叶酸偶联的超顺磁Fe3O4纳米颗粒对人皮肤成纤维细胞(HSF)的生长与生理盐水对照组的影响一样, 无明显抑制细胞生长的表现。同时, 磁共振成像和染色结果均显示肿瘤的存在。结论: 叶酸偶联的超顺磁Fe3O4纳米颗粒, 不仅细胞毒性小, 而且因其表面的叶酸与叶酸受体之间的高强结合力。同时, 它能通过这种结合作用被高效介导进入肿瘤细胞内, 增强MRI成像中肿瘤组织与周围正常组织的对比度, 有利于肿瘤细胞的标记、示踪和靶向检测, 是一种很有应用前景的肿瘤细胞靶向检测物质。
纳米颗粒 叶酸 肿瘤细胞 细胞标记 Fe3O4 Fe3O4 nanoparticles folic acid tumor cell cell marker
华南师范大学生物光子学研究院, 激光生命科学教育部重点实验室和中医药与光子技术国家中医药管理局三级实验室, 广东 广州510631
采用无毒、 绿色的酪氨酸作为还原剂和稳定剂, 在碱性条件下还原硝酸银, 经60 ℃恒温水浴处理20 min, 成功地合成了银纳米粒子。 混合溶液颜色由淡黄色变为棕黄色直观地呈现了银纳米粒子的生成。 利用紫外可见吸收光谱（UV-Vis）和透射电子显微镜（TEM）对制备样品进行分析和表征。 粒子的UV-Vis吸收在412 nm附近。 TEM图像显示, 银纳米粒子的形状近似球形, 粒子直径在15～25 nm。 分别以结晶紫（CV）和叶酸（FA）为探测分子, 进一步研究了该银纳米粒子的表面增强拉曼散射（SERS）效应。 实验结果表明, 该合成方法不仅方便、 快速、 绿色环保, 而且合成的银纳米粒子对CV和FA分子有很好的SERS效应。
绿色合成 酪氨酸 银纳米粒子 表面增强拉曼散射 结晶紫 叶酸 Green synthesis Tyrosine Silver nanoparticles SERS Crystal violet Folic acid 光谱学与光谱分析
2013, 33(7): 1816
1 生物医学信息工程教育部重点实验室, 西安交通大学生命科学与技术学院, 陕西 西安710049
2 西安交通大学医学院第二附属医院皮肤科, 陕西 西安710061
叶酸受体在正常组织上表达很少, 而在上皮源性的恶性肿瘤细胞膜表面高度表达。 文中以叶酸为稳定剂和包裹剂, 以硼氢化钠为还原剂, 简单快捷地制备出叶酸包裹的纳米金粒子(folic acid protected gold nanoparticles, FA-GNPs)作为靶向肿瘤探针。 紫外-可见吸收光谱测量, 透射电镜成像、 X射线光电子能谱分析以及细胞结合试验都表明, 这种纳米探针粒径分布在3～5 nm之间, 体系均一、 稳定, 而且在高盐环境(3.5% NaCl溶液)和高速离心(25 000 r·min-1)下均不会发生聚沉, 在肿瘤细胞检测等领域具有应用潜力。
叶酸受体 纳米金 肿瘤细胞 光谱分析 Folate receptor Gold nanoparticles Cancer cell Spectral analysis 光谱学与光谱分析
2013, 33(5): 1299
