原位SERS光谱探究药物对癌细胞核的刺激作用

发布时间：2016-11-06 14:06

  本文关键词：原位SERS光谱探究药物对癌细胞核的刺激作用，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2015年

原位SERS光谱探究药物对癌细胞核的刺激作用

梁丽佳  

【摘要】：细胞是组成生命体结构和维持生命活动的基本单位，疾病病变机制的研究往往也是从细胞开始。而作为细胞的控制中心，细胞核是大多数抗癌药物的最终靶向场所。因此，研究药物对癌细胞核的刺激作用对抗癌药物的设计、癌症诊疗策略的发展和癌症治疗效率的提高都具有重要的意义。目前细胞核研究的手段可分为传统的细胞生物学方法（免疫细胞化学、蛋白质免疫印迹法和凝胶电泳法等）和光谱分析方法（核磁共振光谱、荧光光谱和单分子力谱等）。而如何原位地研究外界刺激作用下细胞核内分子的变化仍然具有一定的挑战性。 拉曼光谱作为一种分析手段，除了能够从分子水平上提供物质的光谱指纹信息，还具有无损、免标记等特点。然而，，细胞生物样品的光谱信息比较复杂，再加上拉曼光谱灵敏度比较低，这大大限制了其在生物医学领域的应用。上世纪七十年代，表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术的发现大大的提高了检测的灵敏度，到九十年代甚至可以实现单分子检测。而且SERS光谱的特征峰较窄，能够提供丰富的分子信息。因此，该光谱技术特别适用于细胞生物领域的相关研究。 本研究的关键是有效地获取细胞核的原位SERS光谱。基于这一点，本文首先制备了金纳米棒（AuNR）细胞核探针，并以该探针为SERS基底原位探究了抗癌药物模型（阿霉素和Hoechst33342）引起的细胞核内生物分子的变化。具体研究内容如下： 以金纳米棒为基底，通过对其表面进行功能化修饰，制备了金纳米棒细胞核探针。首先，我们利用种子生长和化学刻蚀法制备了尺寸合适、与激发波长相匹配的AuNRs。然后通过Au-S键的共价作用对该金纳米棒的表面分别进行了聚乙二醇(PEG)和核定位信号肽(NLS)的修饰，使该金纳米棒探针具有更好的生物相容性和细胞核靶向性。通过暗场成像对该探针定位发现，与SGC-7901细胞共同培养后，大部分的AuNRs都处于细胞核的内部，只有少部分处于细胞质中。在金纳米棒增强作用下，我们对SGC-7901的细胞核进行了SERS检测，得到了较强的SERS信号。并且细胞毒性检测结果表明该细胞核探针对细胞的毒性相对比较低。因此，该金纳米棒探针同时具有核靶向性、低毒性和强SERS活性的特点。该细胞核探针可进一步用于抗癌药物的作用机制等相关研究。 基于金纳米棒细胞核探针，本研究利用SERS技术原位研究了抗癌药物对癌细胞核的刺激作用。选取了DNA结合剂（Hoechst33342）和抗癌药物（阿霉素，Dox）作为抗癌药物模型。首先将细胞核探针和两种药物分别与细胞培养，由于这两种药物与细胞核具有较好的亲和力而且一旦与细胞核作用后将呈现出较强的荧光。我们通过荧光和暗场共成像，同时定位作用于细胞核的药物分子和细胞核探针，得到了两种药物作用前后细胞核的原位SERS光谱，并对其SERS光谱信号进行了指认。而且，通过细胞核内分子的光谱变化分析了药物对癌细胞核的刺激作用。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R96;O657.37
【目录】：

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