本实验室诚聘教师(具有分子生物学或生物信息学背景)、博士后。

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   新闻动态

 

 

 

       

 

 

交叉   合作   创新

  • 祝贺博士生伍珍获2015年博士研究生国家奖学金;朱链获2015年优秀研究生丙等奖学金

  • 2015年9月24号中国科学院长春应化所电分析化学国家重点实验室研究员杨秀荣院士访问课题组并作学术报告“基于生物质的纳米结构和材料的制备和应用”

  • 2015年9月20-22日,在武汉召开“量子点标记技术研究病毒侵染过程及宿主应答”国家重大科学研究计划(973)项目组课题总结及学术交流讨论会,9月23日,“量子点标记技术研究病毒侵染过程及宿主

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代表性成果

“活细胞合成”及“准生物合成”


“活细胞合成量子点等纳米材料”研究成果入选《“十一五”国家重大科技成就展(2011.3.7-13,北京)》(合作者: 谢志雄教授组 胡斌教授组)

 

基于量子点的单颗粒动态示踪

     

 

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三维单颗粒示踪技术研究Rab5和Rab7蛋白相关的流感病毒侵染动态过程


Three-Dimensional Tracking of Rab5-and Rab7-Associated Infection Process of Influenza Virus. Small, 2014, 10(22), 4746-4753. 博士生:刘书琳等)


许多病毒通过胞吞作用进入宿主细胞从早期内体到达晚期内体进行基因组释放。Rab5及Rab7蛋白被认为是早期内体及晚期内体的标志蛋白。通常认为Rab5蛋白主要调控胞吞作用中早期内涵体与胞吞泡的融合,而Rab7蛋白主要用于调控早期内涵体向晚期内体的转运及溶酶体的降解作用。然而,含有Rab5及Rab7蛋白的内涵体在胞内的详细转运过程极少报道,并且病毒从早期内体到达晚期内体的过程也知之甚少。二维单颗粒示踪技术已经被广泛地应用于活细胞内实时原位地观察生物分子的运动行为及相互作用等方面。但是,细胞内的动态事件发生在活细胞的三维环境中,二维单颗粒示踪技术仅可以研究颗粒在一个焦平面内的二维运动,不能全面真实地反映细胞内的生物过程信息,因此迫切需要三维单颗粒示踪技术用于细胞内生物事件的研究以进一步揭示胞内生物过程机制。
    本工作中,我们利用基于量子点标记的单颗粒示踪技术研究了与Rab5和Rab7蛋白相关的流感病毒在三维空间的侵染行为。通过全局化地示踪带有Rab5和Rab7蛋白的内涵体,我们观察到带Rab5蛋白的内涵体从细胞膜周围向细胞核周围的区域快速运动,与流感病毒的运动非常相似。同时,在细胞核周围的带有Rab7的内涵体的运动可以分为两种模式,即与其它内涵体相互作用的间歇式运动模式以及在该区域的受限运动模式。我们的结果表明,Rab5蛋白参与了从细胞膜周围到近核区域的病毒侵染过程,而Rab7蛋白主要与病毒在近核区域的间歇式受限运动相关。含有病毒的囊泡从早期内体到晚期内体的转换过程可能与该间歇式运动相关。本研究揭示了Rab5和Rab7蛋白在胞内病毒侵染过程中的动态行为,有助于更好地理解与囊泡相关的胞内转运过程。

基于免疫磁分离和酶促金属化的双功能磁球用于H7N9禽流感病毒的检测


Bifunctional magnetic nanobeads for sensitive detection of avian influenza A (H7N9) virus based on immunomagnetic separation and enzyme-induced metallization. Biosensors & Bioelectronics, 68 (2015), 586-592. 博士生:伍珍,周川华等


2013年上海和江苏首次报道了人感染H7N9流感病毒。截至2014年2月,已经有453多例经实验室确认的人感染H7N9,包括175例死亡。从而,快速灵敏的检测方法对控制病毒的扩散和传播至关重要。而传统检测法,如病毒分离、PCR和ELISA都存在一定局限性,不适用于病毒的快速高灵敏检测。我们构建了一种双功能磁球,既可作为捕获和富集载体、又可作为信号载体。基于高特异性的抗原抗体反应和磁分选能力,H7N9可以很好地从复杂体系中分离出来,简化了操作过程和节约了时间。另外,基于磁球高比表面积和丰富的官能团,大量的ALP偶联到磁球表面,放大了检测信号。作为一种有效的放大策略,酶促金属化与双功能磁球和金属溶出伏安法相结合,构建了一种高灵敏的H7N9电化学免疫传感器。
    该策略将双功能磁球作为分离富集载体和信号载体,可应用于复杂体系中,极大地降低了复杂样品对电极的毒化,提高了灵敏度;酶促金属化可通过延长金属沉积时间来增加沉积量,从而增强了溶出信号以及提高了信噪比;此外,双电极转换策略的应用可有效降低Ag+和银沉积对酶活性的影响。该传感器具有高灵敏度、高选择性和强抗干扰能力,可用于复杂体系中H7N9高灵敏检测。因此,该方法在病毒的快速灵敏检测中具有好的应用前景。

将细胞源性微粒转变成量子点标记的递送抗肿瘤小干扰RNA的纳米载体


Transformation of Cell-Derived Microparticles into Quantum-Dot-Labeled Nanovectors for Antitumor siRNA Delivery. Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54(3) 1036-1040. 博士后:陈刚等


细胞源性微粒(Cell-derived microparticles)是细胞在激活、损伤或凋亡时从膜上脱落的携带母体细胞特征性生物信息分子的膜性囊泡(直径100-1000 nm),在许多生理病理学过程中充当生物信息传递载体,可作为许多疾病早期诊断及预后评估的重要指标,并可用作疾病个体化靶向治疗的潜在载体。实现对细胞源性微粒的标记示踪(或成像)及靶向调控是了解其生物信息传递规律和体内分布特点、阐明其生物学作用机制以及开发治疗载体的关键。
      目前,对细胞源性微粒的标记成像仍主要依赖于有机荧光染料,但有机荧光染料自身存在的诸如易光漂,荧光强度低和非选择性染色等缺陷极大地限制了其在微粒标记示踪和动态成像中的应用。此外,当前针对细胞源性微粒的荧光标记或功能化修饰主要通过“间接包裹(indirect encapsulation)”这一策略来实现,即将母体细胞与荧光染料或功能化材料孵育一段时间后收集细胞产生的微粒。然而,由于母体细胞摄入标记材料以及微粒从母体细胞继承标记材料均是不可控的生物随机过程,且母体细胞与不同标记材料直接孵育会对其后续产生和分泌微粒过程造成不良影响,因此这种标记策略缺乏选择性,标记效率低且生物相容性不佳。基于这一现状,我们提出在含生物素化磷脂衍生物的培养基中培养母体细胞,前者可通过疏水相互作用自然嵌合进入母体细胞的细胞膜,然后利用母体细胞通过出芽产生微粒这一特性获得膜生物素化的细胞源性微粒,最后用亲和素修饰的量子点(SA-QDs)通过亲合作用即可实现对细胞源性微粒的量子点标记。与现有标记方法相比,我们的标记策略具有特异性好、效率高,且温和可控等显著优势。同时,量子点独特的光学性能可为细胞源性微粒的示踪及动态检测提供极大便利。更重要的是,通过进一步向量子点标记的细胞源性微粒中高效载入治疗性小干扰RNA,我们成功地将其转化为一种可示踪的小干扰RNA递送载体,对于肿瘤靶向成像和治疗具有重要意义。本研究为制备基于细胞源性微粒的多功能纳米载体提供了一种崭新途径,可望对细胞源性微粒相关的生物学问题探索和临床转化研究产生影响。

 

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