活细胞的荧光相关光谱单分子研究

本项目旨在目前实验室建立的荧光相关光谱系统的基础上，克服共聚焦荧光扫描显微镜通常采用的光学扫描的缺点，组装一套由载物台二维扫描（x, y）和物镜一维扫描(z)组成的三维扫描系统，形成具有纳米位移精度的三维成像和荧光相关光谱单分子检测系统，实现对活细胞的三维扫描成像和原位的荧光相关光谱单分子检测分析。采用荧光相关光谱方法对目标分子（如叶酸功能化的荧光量子点和量子点标记的抗表皮生长因子抗体等）在细胞内部的分布，扩散，迁移以及与受体或其它分子的相互作用机理加以研究。建立一种目标分子在肿瘤细胞的生长和发育过程中浓度变化，分布变化和迁移，以及与其它分子作用模式研究的单细胞分析方法，从而促进细胞生物学、肿瘤学、遗传学、生物医学等领域的研究。

通过优化光学构型等因素，建立了荧光相关光谱单分子检测系统，并将该系统与载物台三维扫描系统联用，构建了一套基于载物台三维扫描成像和荧光相关光谱单分子检测系统。该系统可用于肿瘤活细胞内目标分子的实时单分子探测研究，并建立了活细胞的单分子/单颗粒探测新方法。克服常规的水相合成工艺无法合成长链巯基化合物为配体的水相量子点的缺点，建立了一种以长链巯基化合物为配体辅助微波加热合成水相量子点的新方法。该量子点具有光稳定性好，易于生物连接等优点，可用于细胞内生物分子单分子检测的荧光标记。建立了量子点与生物分子连接和表征的新方法。建立了多肽在肿瘤活细胞的细胞膜，细胞中的浓度分布和扩散动力学研究方法。水相合成量子点经肿瘤细胞受体特异性结合作用进入细胞后，采用建立的单颗粒探测方法研究了不同配体类型，不同尺寸的量子点在肿瘤细胞中的浓度分布和动力学行为，阐析了它们在细胞中不同于其它纳米粒子的内吞途径。同时，为了克服常规的单“点”的荧光相关光谱方法在用于细胞膜这种非均质体系时的不足，采用贵金属纳米粒子为探针，建立了一种空间分辨共振光散射相关光谱（SRSCS）单颗粒检测新方法。