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近场激光解吸/激光后电离质谱法对结构相似的吖啶类药物进行亚细胞化学成像
摘要： 了解药物对细胞过程的药理作用及潜在毒理学效应对新药研发与评估至关重要，但由于缺乏单细胞内药物及代谢物时空分布的信息，相关研究仍面临巨大挑战。质谱成像（MSI）已被证实是一种无需标记且高通量的药物时空分布可视化方法。然而，受检测灵敏度和微观横向分辨率的限制，目前单细胞药物成像尚未取得突破。本研究报道了近场激光解吸/激光后电离质谱（NDPI-MS）技术对两种结构相似的药物——普鲁黄和乙酰氨基酚进行单细胞成像，并探究了不同药物浓度下普鲁黄的亚细胞分布。NDPI-MS成像结果显示普鲁黄在溶酶体中富集，该结论通过激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）得到验证。此外，研究还清晰呈现了乙酰氨基酚与普鲁黄截然不同的亚细胞分布模式，这凸显了即使结构相似的药物与生物环境相互作用的复杂性。综上，本研究表明集成化单细胞质谱成像平台在表征单细胞内药物分布及其表型变化方面具有巨大潜力，可加速新开发药物的鉴定与评估。
关键词： 单细胞成像、质谱分析、吖啶类药物、激光后电离、近场
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用拉曼成像显微镜检测活癌细胞及组织中药物处理诱导的代谢变化
摘要： 胶质瘤、纤维肉瘤及其他癌症中的异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）突变会产生一种新型代谢物D-2-羟基戊二酸，该物质被认为会诱发肿瘤发生。这种代谢物的产生还会导致细胞代谢出现脆弱性，例如降低NADPH水平。为利用这一脆弱性，我们采用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）补救途径抑制剂FK866处理携带IDH1突变的胶质瘤和纤维肉瘤细胞，观察到这些细胞存活率下降。为探究抑制剂FK866的作用机制，我们运用拉曼成像显微镜技术发现用药后蛋白质和脂质含量减少。拉曼成像显示用药细胞与未处理细胞相比，细胞内脂质分布存在差异。我们采用核磁共振波谱（NMR）和质谱技术鉴定出改变的脂质类别。综合分析表明，在体外环境中，脂质含量减少（影响膜形成）导致细胞分裂能力下降。但FK866药物在体内未表现出同等效力。拉曼成像显微镜检测显示，与细胞实验相比，治疗组与未治疗组小鼠组织中的脂质分布呈现相反趋势。这些结果证明了拉曼成像显微镜技术在识别和量化癌细胞及组织代谢变化中的作用。
关键词： NAD+合成、组织成像、单细胞成像、显微镜技术、拉曼光谱法、纤维肉瘤IDH1
更新于2025-09-23 01:26:07
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相关二次离子质谱-激光扫描共聚焦显微镜成像技术在单细胞研究中的原理与应用
摘要： 二次离子质谱（SIMS）作为一种强大的表面分析技术，已广泛应用于半导体工业和地质研究领域。近年来，随着仪器技术的发展，SIMS在生命科学领域正受到越来越多的关注。该技术可同步提供表面质谱图、二维/三维化学成像及物质深度剖析信息，其中二维SIMS成像的最小横向分辨率达80-100纳米，三维SIMS成像的纵向分辨率约为1-5纳米。然而由于缺乏标记细胞器结构的特征离子，SIMS在单细胞成像方面仍面临重大挑战。光学显微镜（特别是激光扫描共聚焦显微镜LSCM）已成为单细胞成像不可或缺的技术，能获取高空间分辨率的二维/三维图像以清晰呈现细胞器结构。因此，结合SIMS分子成像与LSCM形态成像优势的联用技术，不仅大幅拓展了SIMS成像的应用范围，更确保了单细胞水平的检测准确性，为深入理解细胞内生物事件提供了新视角。本综述重点探讨SIMS成像技术及其与LSCM联用在细胞生物学和药物研发研究中的发展与应用，预期该联用技术在生物医学和生命科学领域具有广阔前景。
关键词： 细胞生物学、单细胞成像、激光扫描共聚焦显微镜、相关二次离子质谱与激光扫描共聚焦显微镜成像、二次离子质谱、综述
更新于2025-09-16 10:30:52
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垂直有序二氧化硅介孔通道中的限域电化学发光用于单细胞释放过氧化氢的成像
摘要： 在此，鲁米诺与过氧化氢的受限电化学发光（ECL）在垂直有序二氧化硅介孔通道（SMCs）中实现，并应用于绘制单个活细胞释放过氧化氢的分布图。铟锡氧化物（ITO）玻片上SMCs的垂直排列限制了ECL过程中生成物质的横向扩散。因此，邻近微区发光强度的串扰被最小化，从而获得更高空间分辨率的ECL成像。对这些SMC包覆玻片上鲁米诺ECL的表征显示，其检测过氧化氢的范围为5微摩尔至1毫摩尔，为细胞释放过氧化氢的成像提供了高灵敏度。与裸ITO玻片上单个细胞的发光相比，SMC包覆ITO的发光强度约提高4倍，表明其作为单细胞ECL成像的电极表面更具优势。
关键词： 单细胞成像、过氧化氢、二氧化硅介孔通道、限域电化学发光、鲁米诺
更新于2025-09-10 09:29:36
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多焦点拉曼高光谱成像中的光学切片技术
摘要： 在本研究中，我们将多焦点拉曼高光谱成像的深度分辨能力与速度性能，与单激光点共聚焦拉曼成像这一参考标准进行了对比。研究采用液晶空间光调制器产生多焦点激光束，并使用数字微镜器件作为可软件配置的反射式针孔阵列。激光焦点与针孔阵列的图案无需任何硬件改动即可快速切换。我们测试并比较了不同距离-尺寸比的共聚焦图案，在优化激光焦点图案后，证实了多焦点拉曼高光谱显微技术用于记录生物细胞（卡氏棘阿米巴滋养体）深度分辨分子图谱的可行性，实现了微米级深度分辨能力与较短采集时间（单平面共聚焦图像仅需20分钟）。
关键词： 单细胞成像、串扰、共聚焦拉曼成像、多光束、光学切片
更新于2025-09-04 15:30:14