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熒光探針成像技術 幫助人們看清“神經”活動
2020年05月08日 08:33:18
來源：儀器網 點擊量：4151
由于熒光探針分子具有合成簡單、靈敏度高、選擇性好以及可直接觀察等優(yōu)點，現(xiàn)已被廣泛應用于分子、離子檢測和細胞成像技術中。但近年來，隨著熒光探針技術的不斷發(fā)展以及生物醫(yī)學等領域更高的檢測需求，促使著熒光探針成像技術往更高靈敏度、更高選擇性、更低檢測限、更快的分析速度等方面發(fā)展。
【化工儀器網 行業(yè)動態(tài)】生老病死，一直是地球上所有生物體都無法逃脫的一個生命歷程。在人類文明的發(fā)展過程中，我們從未停止過與疾病和衰老的抗爭。相比于古人，我們現(xiàn)在的壽命其實已經延長了很多。不可否認的是，醫(yī)學事業(yè)的不斷進步在這一過程中發(fā)揮出了巨大作用。但也正是物理、化學以及生物等學科的共同促進，才促使著人們醫(yī)學事業(yè)不斷取得新突破。熒光探針成像技術，就是近年來在醫(yī)學領域中逐漸發(fā)展起來的一項新技術。
相信日常生活中，很多人對于熒光探針技術都是一知半解。其實只要你用心了解的話，就會在自然環(huán)境中發(fā)現(xiàn)很多熒光現(xiàn)象，例如螢火蟲、熒光棒以及閃閃發(fā)光的水母等。熒光探針，是熒光分析方法的重要工具，是建立在光譜化學和光學波導與測量技術基礎上，選擇性地將分析對象的化學信息轉變?yōu)榉治鰞x器容易測量的熒光信號的分子測量裝置。在一定體系中，當熒光探針受到周圍環(huán)境的影響時，會與某種物質發(fā)生化學或物理反應，導致該分子的熒光信號發(fā)生相應改變，從而使人們獲知周圍環(huán)境的特征以及環(huán)境中的某種特定信息。
由于熒光探針分子具有合成簡單、靈敏度高、選擇性好以及可直接觀察等優(yōu)點，現(xiàn)已被廣泛應用于分子、離子檢測和細胞成像技術中。但近年來，隨著熒光探針技術的不斷發(fā)展以及生物醫(yī)學等領域更高的檢測需求，促使著熒光探針成像技術往更高靈敏度、更高選擇性、更低檢測限、更快的分析速度等方面發(fā)展。
鉀元素是人體重要的金屬元素，其不僅可以調節(jié)細胞內滲透壓和體液的酸堿平衡、參與細胞內糖和蛋白質的代謝。同時，由于它能夠影響生物神經的健康和興奮，維持神經元間的突觸傳遞，因此在醫(yī)學領域中，鉀離子濃度變化是研究神經系統(tǒng)功能及其異常的重要方式。然而，現(xiàn)有的鉀離子探針只能用對人體傷害較大的紫外光或可見光激發(fā)，因其在活組織中易被吸收和散射而只能應用于大腦淺層，面臨著抗干擾性差，選擇低，難以區(qū)分鈉、鉀離子等多種制約，無法實現(xiàn)鉀離子的特異性監(jiān)測。
據(jù)科技日報報道，近日我國科研人員開發(fā)了一種可用近紅外光激發(fā)的鉀離子熒光納米探針，可實時監(jiān)測伴隨神經活動的鉀離子濃度的動態(tài)變化。據(jù)了解，該探針的直徑為85納米左右，具有內核上轉換發(fā)光納米顆粒、中間層鉀離子感應探針以及外層的鉀離子選擇性薄膜這三層核殼結構，是靈敏度較高的特異鉀離子探針。
目前，科研人員已經利用該探針成功監(jiān)測了斑馬魚和小鼠腦中伴隨神經活動的鉀離子濃度的動態(tài)變化。這一新型探針的開發(fā)，不僅為設計近紅外光激發(fā)的其他離子特異探針提供了新思路，同時也為探究神經元細胞內、外離子活動的變化開辟了實時動態(tài)監(jiān)測的新方法。
經過漫漫幾千年的發(fā)展，人類現(xiàn)有的醫(yī)學技術已經相當先進了。從物理學中的超聲波、核磁共振到化學界的放射性元素診斷、再到生物學中的細胞與基因工程，各個領域中的無數(shù)科技成果都在不斷促進著人類醫(yī)學事業(yè)的發(fā)展。相信隨著更多醫(yī)學成果的不斷涌現(xiàn)，在應對疾病與死亡、延長人類壽命等方面，我們也將會更加得心應手。
編輯點評：作為醫(yī)學領域中逐漸發(fā)展起來的一項新技術，熒光探針成像技術的 熒光性質可隨所處環(huán)境的性質，如極性、折射率、粘度等改變而靈敏地改變，該技術也在標記抗原或抗體、表面活性劑膠束、雙分子膜、蛋白質活性位點等處微觀特性的探測中發(fā)揮著積極的作用。
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