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通过荧光寿命指标和色氨酸与NAD(P)H的FRET相互作用分析单细胞氧化还原状态
摘要: 经多柔比星处理的活体HeLa宫颈癌细胞氧化还原变化可通过新型荧光寿命显微镜(FLIM)氧化还原比值NAD(P)H-a2%/FAD-a1%(称为荧光寿命氧化还原比值)或其组分(NAD(P)H-a2%)进行分析——该组分实际驱动该比值并提供了更简便的替代指标,两者均进行了比较。通过双光子激发获取自体荧光NAD(P)H和FAD寿命,三光子激发获取色氨酸寿命,在处理后4个时间点(最长至60分钟)显示多柔比星的早期药物反应。每个间隔的相同视?。‵oV)允许单细胞分析,显示出主要基于其初始对照氧化还原状态的治疗异质性反应?;诶肷OI选择方法区分线粒体OXPHOS和胞质糖酵解。此外,推测的携带色氨酸残基的酶与NAD(P)H之间的FRET相互作用和能量转移与NAD(P)H-a2%相关,NADPH/NADH比值亦然,凸显了追踪活体标本代谢变化的多参数检测方法。
关键词: 荧光寿命成像显微镜(FLIM)、单细胞分析、NADPH/NADH比值、NAD(P)H、氧化还原、FAD、荧光寿命氧化还原比值(FLIRR)、NAD(P)H-a2%
更新于2025-11-21 11:24:58
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石墨烯量子点增强的飞行时间二次离子质谱技术用于单细胞成像
摘要: 飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)因其高空间分辨率的分子成像能力,在单细胞分析领域展现出广阔应用前景。阻碍该领域发展的主要瓶颈之一是对生物体系较低的离子化效率——单细胞内复杂的化学微环境通?;嵋⒀现鼗市в?,导致生物分子信号显著抑制。本研究探究了石墨烯量子点(GE QDs)在ToF-SIMS分析中的信号增强效应:通过添加氨基功能化GE QDs(氨基-GE QDs),观察到玻璃载玻片上碘胺酮样品的ToF-SIMS信号强度提升达160倍,该效果显著优于已报道的信号增强材料及羟基功能化GE QDs(羟基-GE QDs)。我们提出了GE QDs诱导信号增强的可能机制,并进一步比较了两种量子点对碘胺酮处理乳腺癌细胞的作用。两类GE QDs(尤其是氨基-GE QDs)均实现了脂质和碘胺酮信号的显著提升,同时获得了质量更优的单细胞化学组分图谱。这种有效的ToF-SIMS信号增强策略,为深入研究药物代谢途径及细胞与微环境的相互作用提供了重要工具。
关键词: 信号增强、单细胞分析、石墨烯量子点、飞行时间二次离子质谱
更新于2025-11-14 15:32:45
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通过磁场增强的表面增强拉曼散射技术实现微流控液滴中单细胞分泌两种细胞因子的超灵敏同步检测
摘要: 本文介绍了一种表面增强拉曼散射(SERS)-微流控液滴平台,用于快速、超灵敏且同步检测单个细胞分泌的血管内皮生长因子(VEGF)和白细胞介素-8(IL-8)。通过交叉型微流控芯片制备了高通量油包水液滴,每个液滴包含单个细胞及四种免疫颗粒(抗体偶联银纳米粒子或磁珠,AgNPs@Ab1和MNs@Ab2),随后由收集通道阵列捕获以进行SERS测量。当单个细胞分泌的细胞因子存在时,AgNPs@Ab1可通过免疫识别连接至MNs@Ab2表面形成免疫夹心结构,使预先沉积在MNs表面的拉曼报告分子因邻近AgNPs而产生"开启"的SERS信号。此外,第二重SERS信号放大源于磁场诱导的自发聚集效应,可使SERS信号增强75倍。同时,细胞因子在隔离液滴中的封装实现了随时间推移的目标物累积效应。得益于双重信号放大和累积效应,单个细胞分泌的微量细胞因子得以检测,单液滴检测限达1.0 fg/mL。利用该超灵敏SERS-微液滴方法,研究探索了单液滴中多个细胞的VEGF和IL-8分泌情况,数据显示细胞间相互作用可能通过上调VEGF和IL-8促进癌细胞的血管生成。
关键词: 表面增强拉曼散射、血管内皮生长因子、磁场放大、单细胞分析、白细胞介素-8、细胞因子、微流控液滴
更新于2025-09-23 15:23:52
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近场解吸质谱法实现化学与形貌单细胞成像
摘要: 在纳米级分辨率下同时获取单个细胞内的化学和形貌信息对细胞生物学至关重要,但当前技术受限于横向分辨率和检测灵敏度,仍是巨大挑战。我们在此报道了用于共定位化学与形貌成像的近场解吸质谱技术开发,从而弥合了激光质谱方法与多模态单细胞成像之间的差距。利用这一集成平台,实现了250纳米的成像分辨率及三维形貌重建的化学单细胞成像。该技术比现有微米级激光质谱成像方法能提供更深入的细胞信息。鉴于近场设备的简便性和紧凑性,该技术可引入基质辅助激光解吸电离质谱,从而在纳米级分辨率下为多学科领域扩展质谱的多模态能力。
关键词: 单细胞分析、分析方法、多模态成像、质谱法、近场解吸
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于微流控捕获阵列中液滴追踪的发光纳米材料
摘要: 高通量多重筛选平台因其能同步检测不同细胞群体的单细胞响应,在现场疾病检测与诊断领域备受关注。然而当前多数方法受限于追踪材料(如有机染料)与常用荧光团/生化染色剂之间的光谱重叠,制约了其在多重研究中的应用。本研究证实,稀土(RE)掺杂β-六方相NaYF4纳米颗粒(NPs)的下转换发射光谱可有效解决这一光谱重叠问题。与激发-发射间隔数十纳米的有机染料及其他追踪材料不同,稀土元素具有较大的激发-发射能隙,使其光谱特性独立于有机染料。作为概念验证,我们在基于荧光显微镜的液滴微流控捕获阵列中,采用两种不同掺杂的NaYF4 NPs(铕Eu3+和铽Tb3+)测试其作为光谱独立液滴追踪器的可行性。通过将Eu3+掺杂(红光发射)和Tb3+掺杂(绿光发射)NPs分别与表达绿色/红色荧光蛋白(GFP/RFP)的基因改造癌细胞系、以及经乙锭同二聚体染色的活/死细胞混合群体共包裹,成功表征了其发光追踪特性。通过对发光信号与荧光信号的定量分析,证实各NPs之间及NPs与细胞间均无光谱重叠。因此,Eu3+与Tb3+掺杂NPs彼此之间及与常见荧光团的光谱独立性,凸显了该技术在多重检测系统中的应用潜力——可通过多种发光NPs(其他掺杂/共掺杂NPs)在同一平台上同步追踪不同输入条件。
关键词: 稀土元素,单细胞分析,纳米粒子,微流控技术,高通量筛选
更新于2025-09-23 15:21:21
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一种基于微芯片电泳-激光诱导荧光检测的单细胞内ATP定量新策略:细胞内信号放大方法
摘要: 开发了一种细胞内信号放大策略,通过微芯片电泳结合激光诱导荧光检测技术对单细胞中的ATP进行定量分析。采用该方法测得单个Hela、HepG2和HL-7702细胞内的ATP水平范围分别为30~150、30~140和19~120 fmol/细胞。
关键词: 激光诱导荧光、三磷酸腺苷、微芯片电泳、单细胞分析、信号放大
更新于2025-09-23 15:21:01
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在三维水凝胶微珠中单克隆胚胎干细胞的长期灌注培养,用于分化的连续光学分析
摘要: 发育细胞生物学需要能够在长时间内追踪单个细胞命运的技术,以监测和理解自我更新、分化和重编程等过程。本研究提出一种工作流程:将单细胞封装入液滴(直径80微米,体积约270皮升),随后将该液滴隔室转化为水凝胶微珠。通过电聚结实现芯片上脱乳化后,这些三维支架被阵列化于芯片上进行长期灌注培养,从而支持超过68小时的连续细胞成像。在此平台上,我们研究了小鼠胚胎干细胞对不同生长培养基(2i和N2B27)的响应,证明可通过荧光延时显微镜、免疫染色以及逆转录定量PCR(RT-qPCR)来监测多能性退出过程。这种明确的3D环境模拟了细胞自然生长环境(如组织内),并能在多种基质中研究细胞发育。大规模细胞培养(并行2000个微珠)可能揭示低通量或群体研究中未被检测到的罕见事件。该平台有助于从定性和定量层面深入理解外部因素对细胞行为的作用机制。
关键词: 微滴,水凝胶,单细胞分析,干细胞,多能性
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用等离子体纳米粒子组装体进行代谢成像
摘要: 报道了一种通过"粘贴-剥离"等离激元传感平台实现单细胞及微环境生物分子快速简易分析的方法。该技术基于连接可重构寡核苷酸的基底金纳米粒子组装体,在目标物结合时发生解聚。通过同步推算数千个独立纳米粒子组装体的光散射强度变化,实现局部目标物浓度的分布绘图。该方法完全无需标记、纯化和分离步骤。我们量化了两种卵巢癌细胞系的胞内ATP水平以阐明差异和细胞分布,并验证了该平台对二维异质表面微环境绘图的潜力。这种便携经济的分析平台可提升单细胞分析的可及性与适用性,为临床诊疗(如现场分子病理检测)开辟新途径。
关键词: 粘贴剥离平台、等离子体纳米粒子组装体、三磷酸腺苷检测、单细胞分析、分子病理学
更新于2025-09-23 15:19:57
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高通量无标记分子指纹流式细胞术
摘要: 流式细胞术是生物学中用于对大型异质群体内的单细胞进行计数和分析的不可或缺的工具。然而,它主要依赖荧光标记来区分细胞,因此存在几个根本性缺陷。在此,我们提出一种基于微流控芯片的高通量拉曼流式细胞仪,以无标记方式化学探测单个活细胞。该仪器采用快速扫描傅里叶变换相干反斯托克斯拉曼散射光谱仪作为光学询问器,使我们能够以创纪录的高通量(约2000个事件/秒)获取每个单细胞在指纹区(400至1600 cm?1)的宽带分子振动光谱。作为传统流式细胞术无法实现的实用应用,我们展示了该方法在高通量无标记单细胞分析中的应用,用于分析莱茵衣藻的虾青素生产力和光合动力学。
关键词: 高通通量、虾青素、无标记、单细胞分析、微流控技术、流式细胞术、拉曼光谱、湖泊红球藻、相干反斯托克斯拉曼散射
更新于2025-09-22 23:43:18
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用于单细胞质谱法原位多重聚糖检测的激光可裂解探针
摘要: 通过糖基化作用结合在细胞表面的聚糖在调控多种细胞过程中发挥关键作用,而单细胞水平的聚糖分析对于研究细胞异质性和早期疾病诊断至关重要。本研究合成了一系列激光可裂解探针,可通过激光解吸电离质谱(LDI-MS)灵敏检测单细胞和组织上的聚糖。这种多重定量聚糖检测技术被应用于评估乳腺癌细胞和耐药癌细胞中四种聚糖在单细胞水平的改变,结果表明耐药性可能与含β-半乳糖苷(Galb)基团和Neu5Aca2-6Gal(NAc)-R的聚糖上调有关。此外,通过质谱成像还展示了癌组织和癌旁组织中聚糖的空间分布,显示聚糖在癌组织中过表达。因此,这种单细胞质谱方法在研究对临床生物标志物发现和相关疾病诊断至关重要的聚糖功能方面展现出应用前景。
关键词: 质谱法、乳腺癌、耐药性、激光可裂解探针、单细胞分析、聚糖
更新于2025-09-16 10:30:52