聚乙二醇介导鹅掌楸悬浮细胞与CdSeZnS量子点纳米颗粒共孵育的互作特征.pdf

中国科学: 生命科学 2011 年 第41 卷 第6 期: 494 ~ 501 SCIENTIA SINICA Vitae SCIENCE CHINA PRESS 论 文 聚乙二醇介导鹅掌楸悬浮细胞与CdSe/ZnS 量子点 纳米颗粒共孵育的互作特征 ① ①* ① ① ①②* 董琛 , 施季森 , 陆叶 , 陈金慧 , 夏兵 ① 南京林业大学, 林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室, 南京 210037; ② 南京林业大学理学院化学系, 南京 210037 * 联系人, E-mail: jshi@; xiabing@ 收稿日期: 2011-02-26; 接受日期: 2011-04-26 国家自然科学基金(批准号:、国家自然科学基金重点项目(批准号:和南京林业大学高层次回国人员启动基金(批准号: 163101011)资助 doi: 10.1360/052011-92 摘要 利用纳米材料介导的药物靶向治疗和动物细胞转基因等相关研究, 日益受到人们 关键词 的关注. 但植物因存在细胞壁的障碍, 无论原位还是离体细胞培养条件下, 利用纳米技术 CdSe/ZnS 量子点 杂交鹅掌楸 进行基因转移均存在很大难度. 因此设想, 如通过纳米颗粒材料物理尺寸的改变和表面化 聚乙二醇 学修饰, 能改变纳米颗粒与植物细胞壁界面上的生物物理或生物化学特征, 从而有利于纳 胞吞作用 米颗粒材料穿越植物细胞壁进入植物细胞, 将对推动纳米技术在植物转基因领域中的应用 细胞毒性 产生重要意义. 根据以上设想, 研究了不同的共孵育时间和温度等条件下, 杂交鹅掌楸的 胚性悬浮细胞与经不同表面化学修饰的 CdSe/ZnS 纳米颗粒之间相互作用过程的细胞生物 学特征, 以及CdSe/ZnS 量子点的细胞毒性. 结果表明, 在共孵育后3 h 以内, 激光共聚焦显 微镜和电子扫描显微镜下, 均可观察到经表面后修饰带正电荷的CdSe/ZnS 纳米颗粒. 同时, 胞吞进入细胞内部的表面携带正电荷的CdSe/ZnS 纳米颗粒的量明显与共培养时间、温度有 明显的依赖关系, 表明它们可以通过细胞的液相胞吞作用进入杂交鹅掌楸细胞内, 且不影 响细胞的活性; 而表面带负电荷的CdSe/ZnS 纳米颗粒则主要聚集在细胞外壁附近. 在培养 溶液中添加20%(质量比)聚乙二醇, 可进一步提高鹅掌楸细胞胞吞CdSe/ZnS 纳米颗粒的量 和减轻CdSe/ZnS 纳米颗粒的细胞毒性. 本研究表明, 以表面携带正电荷的CdSe/ZnS 量子点 纳米材料作为基因载体, 在植物悬浮细胞的转基因研究和应用中具有广泛的前景. 量子点(quantum dots, QDS)作为半导体荧光纳 况下其发光时间是有机染料分子的 100 倍. 凭借这些 米颗粒, 具有荧光发射波长可调、激发光谱宽而连 独特优势, 量子点探针技术在生命科学领域中, 越来 续、荧光量子产率高的特点; 且可经受多次激发, 实 越受到人们的青睐[1~4]. 尽管在医学和动物实验上应 现一元激发多元发射; 尤其荧光性质稳定, 在某些情 用已比较成熟, 但其在植物细胞中的应用还处于起 英文引用格式: Dong