功能化共轭聚合物量子点的细胞荧光成像及细胞毒性的研究

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目的:对功能化共轭聚合物量子点的细胞荧光成像、细胞毒性进行检测,旨在评价该材料的荧光成像能力、生物相容性等性能,为功能化的共轭聚合物量子点制备细胞探针这一研究课题做基础性研究,以期利用该材料的生物学特性搭建新型内镜设备提高早期胃癌诊断率。方法:(1)分别将不同浓度(25ppm、50ppm、100ppm、200ppm)功能化共轭聚合物量子点溶液与人正常胃粘膜细胞、人胃腺癌细胞共同孵育12h后,用荧光显微镜观察细胞成像,流式细胞仪检测荧光亮度;(2)分别将上述不同浓度功能化共轭聚合物量子点溶液与人正常胃粘膜细胞共同孵育24h、48h、72h后MTT法检测细胞增殖能力与毒性;(3)分别将上述不同浓度功能化共轭聚合物量子点溶液与人胃腺癌细胞共同孵育24h,流式细胞仪检测细胞周期、线粒体膜电位、活性氧自由基水平。其中对照组均为用不含功能化共轭聚合物量子点的培养液所培养的细胞。采用SAS11.0软件进行数据统计学分析。结果:(1)荧光显微镜明场下观察见各实验组细胞形态、数量与正常细胞无明显差别;暗场下观察实验组各样本见视野中散在点片状蓝色光斑,图像清晰,荧光亮度强,光斑数量及亮度随聚合物量子点浓度增加而增大;将明场、暗场图像重叠后观察,见明场中的细胞影与暗场中的蓝色光斑良好重合。流式细胞仪检测结果示各实验组荧光强度与对照组相比P<0.05,有统计学差异;各实验组比较,P<0.05,有统计学差异;平均单个细胞荧光强度与聚合物量子点浓度呈正相关。(2)细胞存活率检测:与对照组相比,各实验组细胞毒性无显著差异(P>0.05);25、50、100ppm各实验组细胞繁殖率的升高与聚合物量子点浓度呈正相关,各实验组存活率有显著差异(P<0.05);200ppm组细胞增殖速率降低。(3)细胞周期检测:25、50、100ppm各组中处于G1/G0相的细胞数量减少,PI (S+G2/M)相细胞增多,数量与聚合物量子点浓度呈正相关,与对照组比较P<0.05,有统计学差异;200ppm组结果示处于G0/G1期细胞增多,S+G2/M相细胞数量减少,与对照组相比有P<0.05,有统计学差异。(4)线粒体膜电位检测:各实验组平均单个细胞内荧光均强度明显增高,与聚合物量子点浓度呈正相关,与对照组相比P<0.05,有统计学差异。(5)活性氧自由基检测:各实验组单个细胞内DCF荧光强度均高于对照组,与对照组相比P<0.05,有统计学差异;25、50、100ppm各实验组细胞内荧光强度升高与聚合物量子点浓度呈正相关,上述3个实验组组间相比,P>0.05,无统计学差异;200ppm组细胞平均DCF荧光强度降低。结论:(1)功能化共轭聚合物量子点能够实现清晰、稳定细胞荧光成像,且对细胞种类无选择性,说明共轭聚合物量子点作为细胞探针在荧光成像领域具有较大潜能。(2)浓度低于200ppm的共轭聚合物量子点溶液无细胞毒性,并在一定程度上促进细胞增殖;200ppm时细胞增值速率有所减低,证明共轭聚合物量子点作为一种生物材料具有较高安全性,为进一步活体实验及临床应用奠定了基础,为搭建新型内镜设备提高早期胃癌诊断率提供了理论依据。(3)功能化共轭聚合物量子点促进细胞增殖的速率与浓度相关,通过延长细胞S期、增加极性线粒体数量、适量增加活性氧自由基等方式实现增殖。
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