摘要: 在21世纪的今天，随着人类基因组计划的完成和人类后基因组计划的启动和兴起。生物医药学的研究已经到达单个细胞、单个蛋白质分子甚至是核酸分子的单个碱基的水平，人们急需从微观上活体定位、实时地探究细胞中某些生物分子(多肽、蛋白质、核酸等)的... 展开 在21世纪的今天，随着人类基因组计划的完成和人类后基因组计划的启动和兴起。生物医药学的研究已经到达单个细胞、单个蛋白质分子甚至是核酸分子的单个碱基的水平，人们急需从微观上活体定位、实时地探究细胞中某些生物分子(多肽、蛋白质、核酸等)的组成、分布及其间的相互作用，这些化学信号分子对于早期重大疾病的诊断以及发病机制研究都极其具有意义。在研究蛋白质相互作用和基因表达的过程中，以荧光标记探针为指向的生物成像技术为得到和使用各种生物化学信息提供了重要工具。但目前使用的有机荧光素探针在激发光作用下很容易发生光解，无法对标记分子进行长时间的追踪，以及观察标记分子的动力学过程，且发射光谱较宽容易导致光谱重叠，并且同时标记多个分子进行追踪也很困难。然而近年来出现了一种新型纳米材料--量子点(quantum dots，QDs)，作为生物荧光探针以其优越的光学特性及其在生物成像中的良好适用性引起了生物医学界的极大关注，已成为研究的热点之一。 量子点是由Ⅲ～Ⅴ族或Ⅱ～Ⅵ族族元素组成的半导体纳米材料。一般由半导体晶体核心和外壳组成，其核心可以是由多种金属和非金属形成的化合物。目前研究较多的是CdE(E=S，Se，Te)，直径大小约在1-10nm左右，因为量子效应，分子特性的分立能级结构由连续的能带结构变成，发射荧光在被激发光激发后。 量子点的荧光靠的是其中的核心。在有机合成中的量子点的核心是由重金属元素组成的，其核心是否会成为量子点的生物隐患呢?以前的研究就有曾报道，一些量子点等纳米材料对动物器官将产生意想不到的毒性影响，而且现如今在量子点应用于生物医学上是否会带来对机体潜在威胁的研究也极为有限。与此同时我们还面对这样两个问题，其中之一是多少浓度剂量的量子点才会对生物体产生毒性效应，也就是生物安全剂量范围是多少的问题始终没有得到解决。有研究表明量子点在体外培养过程中的安全剂量已经被测定出来，但是通过体内途径暴露的量子点仍然尚待研究证实。 其二，由于每种量子点的理化性质不一且种类繁多、合成工艺各异，各个国家都没有统一的标准以及规范的研究方法。所以建立合理的，有效的，快速的量子点评价方法成为各国急需解决的问题。不仅如此，它还能帮我们找到量子点的体内生物安全剂量范围。有学者认为，由于量子点以重金属为核心的特殊结构导致当其进入细胞后能够释放重金属离子。从毒理学机制上来说。重金属的毒性作用主要是作用是使体内产生氧化应激反应。同时，大量体外实验表明，量子点能够对细胞膜，线粒体以及DNA产生毒性作用并导致ROS的增加。在正常机体内部ROS都维持在一个很低的水平，而且很容易被超氧化物歧化酶(SOD)以及谷胱甘肽(GSH)这样的体内抗氧化物质中和。但当ROS产生超过一定标准时，这种机体内的抗氧化系统就会失调，从而产生氧化应激反应。同时由于氧化应激反应的产生是否会导致生物大分子诸如DNA，蛋白质和脂质等遭到破坏。因此本研究除了选择ROS和GSH以及SOD等指标之外，MDA以及DNA和蛋白质交联也是我所选择的指标。同时脂质的氧化是细胞凋亡的前兆，而肿瘤坏死因子这一指标直接反应了体内产生癌变的水平，也有效地反映了体内炎症产生的水平，因此我们把TNF-a和MDA也作为测定指标之一。 所有实验结果显示MSA/CdTe量子点在正常浓度范围内对肝脏细胞的氧化应激系统以及对DNA和蛋白质这些生物大分子都不会造成明显的破坏，因此它具有在生物探针领域应用的潜力。当然我们还要进一步在活体内进行一系列的探索和研究。 收起