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原子力显微镜在细胞生物学的应用进展
原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM),又称扫描力显微镜(Scanning Force Microscopy,SFM),是扫描探针显微镜(Scanning probe microscopy,SPM)的一种.原子力显微镜是由IBM公司苏黎世研究中心的格尔德·宾宁与斯坦福大学的Calvin Quate于一九八五年所发明.它与传统的光学显微镜不同,AFM是利用尖锐的带有传感器的扫描探针通过检测与样品原子之间的接触,原子键合,范德瓦耳斯力或卡西米尔效应等来呈现样品的表面特性.由于探针的针尖尺寸只有原子大小,因而其分辨率可以达到纳米级,能对从原子到分子尺寸的结构进行三维成像和测量,分辨率极高.
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苦参提取物对红细胞形貌影响及相关机理研究
目的 应用原子力显微镜(AFM)观察苦参提取物(RSF)在低于临界溶血浓度时对红细胞表面形貌的影响,并探讨其相关机理.方法 红细胞悬液与 0.5,2 g·L-1 剂量 RSF 作用后,应用 AFM 观察红细胞形貌,测定细胞内 Ca2+ 浓度及膜 Ca2+-Mg2+-ATPase 活性.结果 AFM 形貌图显示 RSF 作用使红细胞凹陷加深;超微结构观察显示 RSF 引起红细胞膜表面凹凸增强及颗粒聚集;同时,红细胞内 Ca2+ 浓度升高,Ca2+-Mg2+-ATPase 活性降低.结论 RSF 中苦参碱类化合物与细胞膜中磷脂作用引起膜透性改变及膜表面蛋白质聚集,改变红细胞内骨架结构,引起红细胞表面形貌的改变,该变化与胞内 Ca2+ 浓度升高及膜 Ca2+-Mg2+-ATPase 活性降低相关.
关键词： AFM 红细胞 苦参提取物 钙离子浓度 Ca2+-Mg2+-ATPase -
原子力显微镜在生物医学上的应用
原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是扫描探针显微镜(SPM)的一种,其分辨率达到纳米级,能对从原子到分子尺度的结构进行三维成像和测量,能观察任何活的生命样品及动态过程.本文概述了AFM的基本工作原理及在生物医学上对DNA、蛋白质、细胞及生物过程等方面进行的研究.
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原子力显微镜观察胶原分子在人工模拟体液中的有序自组装过程
目的:利用原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)观察胶原分子在人工模拟体液环境下在两种不同基底材料上的自组装过程.方法:将Ⅰ型原胶原溶液与人工模拟体液按比例混合,使其浓度为10μg/mL.取100 μL胶原稀释液分别滴加在新鲜剥离的云母片与盖玻片上,于30 min,1h,4h,24 h,利用AFM分别观察胶原纤维自组装形貌变化,并对24 h组装纤维进行力学检测.结果:在人工模拟体液环境下,两种基底均能诱导胶原分子组装成具有明显67-nm-D周期的胶原纤维.组装30 min后,胶原分子可以吸附在基底;1h后分子间相互叠加形成微纤维(直径约20 nm～40 nm);4 h形成纤维(直径约100 nm～182 nm);24 h形成纤维束(直径约213 nm～317 nm).与盖玻片相比,云母片更能诱导胶原纤维的有序排列.力学结果显示,纤维束在干燥条件下的弹性模量在0.2 GPa～7.8 GPa之间.结论:在没有细胞的情况下,胶原分子可以以天然的方式进行有序的自组装,且纤维的形貌依赖于组装的时间.此研究将有助于胶原类生物支架材料的研制.
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黄芪、红芪小分子提取物对间充质干细胞体外增殖与遗传稳定性的考察
目的:探讨黄芪、红芪小分子提取物对骨髓间充质干细胞(mesenehymal stem cells,MSCs)体外增殖的影响.方法:利用水提法结合超滤法提取黄芪、红芪中小分子物质,并筛选其促进MSCs增殖的佳浓度.设单独培养的MSCs为对照组,黄芪、红芪佳浓度分别培养72 h后MSCs为实验组,于倒置相差显微镜下观察各组细胞形态学的改变;采用四唑蓝(MTT)法检测各组细胞生长曲线;流式细胞术检测细胞周期;染色体显色、计数与原子力显微镜法(atomic force microscope,AFM)分析细胞染色体.结果:黄芪质量浓度60 mg·L-1、红芪质量浓度20 mg·L-1为佳促进MSCs增殖质量浓度(P＜0.05).倒置相差显微镜下观察对照组细胞呈成纤维细胞样;黄芪组、红芪组细胞呈长梭形,形态类似于对照组.与对照组比较,黄芪组、红芪组细胞生长速度均显著增快(P＜0.05);细胞周期G0/G1期细胞减少,S期和G2/M期细胞增多,但差异无统计学意义(P＞0.05);染色体无异常改变(P＞0.05).结论:黄芪、红芪小分子提取物分别为60,20 mg·L-1体外培养MSCs 72 h后,对其增殖有明显促进作用,且维持其遗传物质染色体的稳定性.
