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行業(yè)新聞

新型量子點增強細胞成像

時間:2020-11-14 21:23:22 來源:本站 點擊:107次

來自伊利諾伊大學(xué)厄巴納 - 香檳分校和梅奧診所的一組研究人員設(shè)計了一種新型分子探針,可以在沒有有機染料的情況下測量和計數(shù)細胞和組織中的RNA。該探針基于傳統(tǒng)的熒光原位雜交(FISH)技術(shù),但它依賴于緊湊的量子點來照射分子和患病細胞而不是熒光染料。

在過去的50年里,F(xiàn)ISH已經(jīng)發(fā)展成為一個價值數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè),因為它可以有效地對單個細胞中的DNA和RNA進行成像和計數(shù)。然而,由于染料的微妙性質(zhì),F(xiàn)ISH有其局限性。例如,染料迅速劣化并且在三維成像方面不是很好。此外,傳統(tǒng)的FISH一次只能讀出幾個RNA或DNA序列?!巴ㄟ^用量子點代替染料,沒有任何穩(wěn)定性問題,我們可以計算出比以前更高保真度的大量RNA,”生物工程副教授兼研究團隊成員安德魯史密斯說。“此外,我們發(fā)現(xiàn)了細胞中分子標記大小的基本限制,揭示了細胞分析的新設(shè)計規(guī)則。”

在他們于2018年10月26日出版的最新論文中,史密斯和他的團隊在Nature Communications的在線版中確定了量子點的最佳尺寸,以便有效地使用FISH協(xié)議。這一發(fā)現(xiàn)使基于量子點的FISH與目前用有機染料獲得的標記精度相匹配。該團隊創(chuàng)造了獨特的量子點,由鋅,硒,鎘和汞合金制成,并涂有聚合物?!包c的核心決定了發(fā)射的波長,而外殼決定了發(fā)出多少光,”史密斯說,他還隸屬于Micro +納米技術(shù)實驗室,卡爾伊利諾伊醫(yī)學(xué)院和材料科學(xué)系。和伊利諾伊大學(xué)的工程學(xué)院。

這些點可以發(fā)射顏色而與粒子的大小無關(guān),而傳統(tǒng)的量子點不是這種情況。這些點也足夠小(7納米),以適應(yīng)可在蛋白質(zhì)和細胞中的DNA之間操縱的探針,使其在尺寸上與傳統(tǒng)FISH探針中使用的染料更具可比性。在HeLa細胞和前列腺癌細胞的實驗中,研究人員發(fā)現(xiàn)基于染料的FISH細胞計數(shù)在幾分鐘內(nèi)迅速下降?;诹孔狱c的FISH方法提供長期發(fā)光以允許RNA計數(shù)超過10分鐘,使得可以獲得3D細胞成像。

“這很重要,因為細胞和組織的圖像是按照切片順序獲得的,因此后來用染料標記的切片在被成像之前就被耗盡了,”史密斯說。該研究是Mayo Illinois Alliance的一部分,伊利諾伊州的工程師直接與Mayo Clinic的臨床醫(yī)生和生物學(xué)家合作,以解決突出的醫(yī)療挑戰(zhàn)。Mayo Clinic Biomarker Discovery Group正致力于開發(fā)基于FISH的腫瘤活檢診斷,以提高癌癥診斷的準確性,選擇個性化治療方案,并改善預(yù)后。開發(fā)QD-FISH方法是為了滿足生物標記物組的這種需要,該組需要分析腫瘤細胞中的大量遺傳變化,當用細針獲得時,只有少量標本可用,這在前列腺癌中通常就是這種情況。 。

該研究由梅奧伊利諾伊州聯(lián)盟,國立衛(wèi)生研究院和國家科學(xué)基金會資助。該論文的完整標題是“具有緊湊量子點的增強型mRNA FISH”。除了史密斯之外,以下伊利諾伊州生物工程研究人員為這項工作做出了貢獻:楊柳,Phuong Le,宋俊林,梁馬和Suresh Sarkar。梅奧診所的合作者包括:Farhad Kosari博士,Stephen Murphy,John Cheville和George Vasmatzis。


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