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金属离子荧光成像研究

2015/07/29 华泰昕生物|HyperCyte 已读

2015年7月20-24日,“第十七届国际生物无机化学会议”在北京国家会议中心盛大召开。本次会议由中国化学会和国家自然科学基金委员会主办,北京航空航天大学承办,会议以“生物无机化学:交叉和合作”为主题,设立5个分会场和若干卫星会,5个分会场又分别包含二到四个主题。会议规模大,参会人员来自世界不同国家的高等院校、化学或生物及相关领域的科研院所,具有很强的代表性和前瞻性。

金属离子对于机体的很多生命活动都是十分重要和必要的,细胞内金属离子动态平衡一旦失调就可能导致许多疾病,比如神经退行性疾病、癌症和糖尿病等。已经有研究发现,在神经退行性疾病患者的脑组织中有过渡金属离子的过多累积,比如铜、锌和铁离子。因此,如何获取这些金属离子在组织、细胞,甚至是细胞器中的分布和含量信息,对于理解某些疾病以及新的诊断方法的开发就显得尤为重要。

而荧光成像可通过一种非接触和无损伤的方式,为我们提供一种检测细胞内金属离子的独特方法,这种方法有很高的空间和时间准确性。在细胞生物学领域内,该方法在进一步理解金属离子的生理和病理功能方面具有广阔的应用前景。具体到荧光成像中的一个重要元素——荧光探针而言,它应具备以下几个功能:对于目标金属离子的高选择性、对金属离子浓度原位定量分析的宽的动态范围,以及描述金属离子在细胞内分布的细胞器靶向能力。

当前对于荧光探针的研究也主要集中在如何提高探针的灵敏度和选择性,扩展可检测金属离子的范围,发展新的检测机理等方面。以上这些趋势从本次会议的相关报告中也可略见端倪。

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加利福尼亚大学伯克利分校的Christopher J. Chang博士当前正在开发一种新的分子成像方法,以用于研究调控大脑活动背后的化学原因。他的报告向听众展示了过渡金属和活性氧、硫、碳等作为新的化学信号来源方面的研究发现,以及它们对于神经回路的影响。此外,据笔者会下了解,该课题组还开发出一种新型铜离子探针—CF3,这种探针在敏感性和亲水性方面均有提高,可以分别用于单光子和双光子成像。据悉,他们已经将这种新探针用于共聚焦或双光子成像扫描,以检测大鼠海马组织和视网膜组织中的铜离子。

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北京大学的张俊龙博士课题组研究兴趣集中在开发发光金属—Salen(螯合席夫碱)配合物,来用作荧光成像试剂。他们的探针选择锌作为金属发光配合物的中心金属,用于活细胞内质网的单分子成像。同时,该课题组也深入细致地研究了金属种类和细胞摄取以及亚细胞分布之间的关系。

 

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