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[分子生物学方法] BCL-2家族蛋白 第1877卷（方法与实验方案）|| 利用荧光相关光谱法量化BCL-2蛋白间相互作用
摘要： Bcl-2家族蛋白通过形成复杂的相互作用网络来调控细胞凋亡，该网络的输出结果决定了线粒体外膜通透化是否发生。因此，定量分析溶液中及膜上Bcl-2蛋白间的复合物形成，是理解这种相互作用层级如何控制细胞死亡诱导的关键。荧光相关光谱法（FCS）是一种无创、非破坏性的技术，用于研究荧光标记生物分子的迁移性与结合情况，该方法为揭示Bcl-2相互作用组的结合亲和力提供了重要见解。FCS基于检测单个分子通过检测系统极微小观察体积扩散时产生的荧光波动。扫描荧光相关光谱法（SFCS）解决了在膜上获取FCS数据的一些实际难题，并拓展了该技术的应用范围。本章我们将阐述FCS原理，并描述如何利用该方法定量分析溶液中及模型膜系统中Bcl-2蛋白间的相互作用。
关键词： FCCS（荧光相关光谱法）、扫描FCCS、Bcl-xL、cBid、Bcl-2、荧光相关光谱法、FCS（荧光相关光谱）、Bax
更新于2025-11-21 11:08:18
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DNA定向金纳米粒子组装的液相扫描透射电子显微镜与荧光相关光谱研究
摘要： 在基于溶液的3D纳米结构用于光学、药物递送和癌症治疗时，精确的纳米颗粒结构形态、结构尺寸、颗粒间距及组装稳定性对其功能至关重要。溶液中的3D纳米颗粒结构难以表征，因为很少有技术能提供关于颗粒间距（由连接分子定义）、纳米颗粒组装尺寸、形态以及假团聚识别的个性化信息。包括小角X射线散射在内的整体表征技术虽能提供结构尺寸，但无法精确测量单个结构内颗粒间距的差异，且可能错误测量非连接分子聚集的纳米颗粒组装体。 本研究采用两种溶液基表征技术，以确定哪种组装类型和连接长度能使大型DNA导向金纳米颗粒组装达到最快组装速率。原位液相透射电镜（STEM）测量了DNA功能化纳米颗粒间的间距，荧光相关光谱则提供了采用两种不同类型组装的大型与小型结构的整体体积分数：(1) 混合组装通过两条互补单链DNA连接；(2) 桥接组装由长度为两种互补单链DNA功能化金纳米颗粒两倍的单链DNA（桥接组分）构成（图1）。组装时间以24小时为间隔测试3天。原位液相STEM图像衍生的统计数据提供了颗粒间距测量数据，识别出图像中处于连接分子预期双链DNA结合距离（两种架构各设三种间距）的纳米颗粒比例。总体而言，较长连接长度的组装耗时最短。桥接组装在24小时内形成的大型结构较少，但最终实现了更高比例的纳米颗粒组装，这归因于单个纳米颗粒功能化DNA长度更长。荧光相关光谱提供了随时间变化的纳米颗粒组装体整体平均尺寸，支持了原位液相STEM数据的结论。该显微技术实现了溶液环境中金纳米颗粒间亚2纳米精度的间距测量。这种显微镜与光谱联用的表征方法比整体表征技术能提供更详细的信息。
关键词： 金、纳米粒子、DNA、荧光相关光谱、组装、液相细胞透射电镜
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过多种光谱技术理解离子液体二元混合物的微观行为
摘要： 近期研究表明，某些具有适当化学组成的纯离子液体二元混合物可表现出类似新化学实体的特性。但目前对这些有趣体系的微观行为认知仍相当有限。本研究旨在从分子间相互作用、结构及动力学角度理解这些体系的微观行为。我们选取了具有共同阳离子但阴离子各异的若干（离子液体+离子液体）混合物进行研究，并通过单独分析纯离子液体以明确其与混合物行为的差异。研究首先通过测定相关混合物的热物理性质展开，同时探究了纯离子液体组合时的光致变色协同效应。进一步采用稳态/瞬态荧光光谱、电子顺磁共振（EPR）、核磁共振（NMR）和荧光相关光谱（FCS）等技术深入分析这些混合物。值得注意的是，瞬态荧光数据表明（离子液体+离子液体）混合物不仅存在空间异质性，还具有动态异质性。EPR测量显示该混合物的微极性（ET(30)）接近脂肪族多元醇。通过NMR和FCS研究扩散物种的平移扩散系数，揭示了（离子液体+离子液体）二元混合物内的纳米结构组织特征。数据分析本质上表明：本研究所用离子液体混合物的行为不符合非理想溶液特征，其表现更接近准理想类型。
关键词： 热物理性质、二元混合物、电子顺磁共振、荧光相关光谱、荧光光谱、核磁共振、离子液体、光致变色、光谱技术
更新于2025-09-23 15:21:01
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活细胞单分子光谱揭示的单体黏连蛋白状态
摘要： 黏连蛋白复合体在维持基因组稳定性中发挥重要作用。该复合体由四个核心亚基和一组与核心亚基相互作用的调控亚基组成。目前对活细胞中黏连蛋白的动态变化及各亚基对整体复合体的贡献仍知之甚少。理解黏连蛋白的锚定机制仍是挑战，尤其因为现有假说尚未形成定论。现有锚定模型或基于单体黏连蛋白环，或基于二聚体黏连蛋白。本研究在单分子分辨率下探究了活酵母细胞中黏连蛋白动态变化与化学计量比的作用，分析了调控亚基缺失对黏连蛋白移动性的影响，发现不同调控亚基的缺失会产生相反效应。最终证实黏连蛋白在细胞周期中主要以经典单体形式存在，且其单体形式不受调控因子影响。结果表明单分子工具能为解析活细胞中黏连蛋白作用机制提供新视角。
关键词： 黏连蛋白、光子计数直方图、染色体、荧光相关光谱、SMC复合体
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过高效液相色谱法揭示超小荧光核壳二氧化硅纳米颗粒表面化学异质性的控制
摘要： 超小（直径小于10纳米）荧光核壳二氧化硅纳米粒子因其高亮度和有利的生物分布特性，在生物成像和纳米医学等应用中近年来备受关注。本文通过深入研究，揭示了调控全共价荧光染料包封于聚乙二醇包覆核壳二氧化硅纳米粒子（称为康奈尔原点C′点）二氧化硅核心的物理参数。我们结合高效液相色谱（HPLC）、凝胶渗透色谱和荧光相关光谱，监测合成C′点时氨浓度对带正负电荷的近红外染料Cy5和Cy5.5的影响。HPLC尤其能区分二氧化硅粒子核心中染料完全包封与部分包封的情况——后者会导致疏水表面斑块形式的化学异质性，进而调节铁死亡细胞实验中的生物响应。结果表明：溶胶-凝胶合成过程中最初形成的染料-染料及染料-二氧化硅团簇相互作用，对实现最佳染料包封存在复杂调控关系。我们预期这种表面化学异质性降低的纳米粒子，将在生物医学领域展现广泛应用前景。
关键词： 凝胶渗透色谱、铁死亡细胞死亡、高效液相色谱、荧光核壳二氧化硅纳米颗粒、荧光相关光谱
更新于2025-09-11 14:15:04
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荧光相关光谱揭示活乳腺癌细胞中脂筏的自组装
摘要： 该研究通过成像技术发现，细胞膜中的脂质和蛋白质呈横向异质性，并被形式化为具有独特生物物理特性的脂筏。然而，即便在特定生理双光子过程中确定了脂筏的物理特性和组成成分，其自组装机制仍无法揭示。研究采用广义相关光谱法和荧光相关光谱法，通过膜相变和活体乳腺癌细胞中脂质的横向扩散来探究脂筏融合过程。基于脂筏与膜相关相的自组装模型，证实了细胞膜中脂筏的脂质分选能力。结果表明：在β-雌二醇诱导的脂筏融合过程中，GM1结合霍乱毒素B亚基（CT-B）慢速亚扩散比例的增加伴随着液态有序域的增多；而当脂筏耗竭时，CT-B的慢速亚扩散现象消失。但二烷基吲哚羰花青（DiIC18）的扩散并不受脂筏特异性调控。本研究为揭示特定病理生理过程中脂筏的自组装机制提供了新视角。
关键词： 脂筏、自组装、膜相、荧光相关光谱、反常扩散
更新于2025-09-11 14:15:04
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细胞接触界面蛋白质-蛋白质相互作用的荧光涨落光谱检测法
摘要： 多种生物过程涉及细胞间相互作用，这类作用通常由相邻细胞界面处的互作蛋白介导。值得注意的是，目前仅有少数检测方法能直接在活细胞中特异性探测此类相互作用。本研究建立了一种测定相邻细胞表面蛋白在细胞接触位点结合能力的方法：首先将目标蛋白分别与不同荧光蛋白融合并共转染细胞，随后通过共聚焦激光扫描显微镜对细胞接触区域的荧光波动进行光谱分析。我们以淀粉样前体蛋白类似物1（APLP1）跨细胞连接区的相互作用为例，验证了该检测方法在生物学相关体系中的可行性。文中详细阐述了基于荧光技术（扫描荧光交叉相关光谱、交叉相关数量与亮度分析）的数据采集方案及仪器校准流程，并讨论了数据分析的关键环节，包括如何识别和校正光漂白或细胞移动等外部干扰导致的异常信号波动。
关键词： 第142期，细胞间黏附，荧光相关光谱，细胞间相互作用，蛋白质-蛋白质相互作用，数量与亮度，荧光涨落光谱，生物化学，N&B
更新于2025-09-09 09:28:46
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仿生界面上的纳米粒子：带电金纳米粒子/脂质双层界面的实验与模拟联合研究
摘要： 目前，纳米材料与生物相关界面的相互作用机制尚未被充分理解，这被认为是限制纳米医学发展的主要问题之一。本研究的核心目的是通过对比实验手段（共聚焦显微镜、荧光相关光谱、X射线反射率）与计算方法（分子动力学模拟），全面描述阳离子金纳米颗粒（AuNP）与混合两性离子/阴离子脂质膜的相互作用。我们从结构和动力学角度，在不同尺度上研究了AuNP与脂质膜的粘附行为；通过这种方法，从分子层面到宏观观测，系统表征并解释了一系列复杂现象，包括脂质提取、局部膜破坏、横向相分离及受限扩散等。
关键词： 纳米粒子、金纳米粒子、分子动力学、X射线反射率、荧光相关光谱、脂质双分子层、仿生界面、共聚焦显微镜
更新于2025-09-04 15:30:14