透射电子显微镜在纳米生物学实验教学中的应用

在纳米生物学实验教学过程中,透射电子显微镜是带领学生进入纳米级微观世界必不可少的大型仪器,所以透射电子显微镜是必修实验课。首先开设理论课讲述透射电子显微镜的结构原理和应用,再设计使用透射电子显微镜观察细胞内吞纳米金颗粒的实验课,可以让学生掌握使用电镜观察纳米颗粒的形貌及其在细胞内的定位,了解电镜样本的制作及电镜技术在纳米生物学领域的应用。同时,每个星期安排固定时间让学生练习操作,熟练掌握透射电子显微镜,有助于加强学生对理论知识的理解,提高学生的科研兴趣和动手能力。

纳米金对抗氧化剂的催化氧化及其活性的影响

目的:探讨纳米金对抗坏血酸和表儿茶素氧化进程的影响及其生物学效应。方法:合成5 nm左右的金纳米颗粒,通过紫外可见光谱研究金颗粒加入前后两种抗氧化剂的氧化速率,监测反应过程中氧气浓度的变化。采用电子自旋共振光谱研究作用前后抗氧化剂对不同种类自由基的清除能力。结果:加入纳米金后,抗坏血酸及表儿茶素的氧化速率迅速提高,此过程伴随氧气的大量消耗。同时,与纳米金作用后的抗氧化剂清除自由基的能力显著降低。结论:纳米金颗粒能催化氧化不同种类的抗氧化剂,并显著抑制其抗氧化功能。

血根碱对人脑胶质瘤A172细胞生长及放射敏感性的影响

目的探讨血根碱对人脑胶质瘤A172细胞的生长及放射敏感性的影响。方法采用MTT法检测血根碱处理后A172细胞的生长和增殖；细胞流式技术测定细胞周期改变以及活性氧（ROS）的变化；磷脂酰丝氨酸外翻分析法检测细胞凋亡；细胞克隆形成法观察血根碱和辐射的联合作用。结果血根碱明显抑制脑胶质瘤A172细胞的生长，12、24和48h血根碱处理导致细胞生长抑制的半数抑制浓度（IC50）分别为4．83、3．91和3．25Ixmol／L。血根碱可以诱导剂量依赖性的细胞周期s期阻滞。与未处理的对照组相比，5Ixmol／L血根碱处理A172细胞24h后，早期凋亡细胞比例从（2．92±0．83）％增至（60．01±3．73）％，晚期凋亡细胞从（0．64．4-0．19）％增至（2．704-0．18）％，坏死细胞从（0．52±0．19）％增至（3．93±0．76）％，差异均具有统计学意义（t=55．28、8．32和9．51，P〈0．05）。另外，血根碱可以诱导ROS的产生，5μmol／L血根碱处理后ROS水平是对照组的4．1倍，而抗氧化剂氮乙酰半胱氨酸（NAC）能有效地抑制血根碱的细胞毒作用。采用多靶单击模型拟合曲线发现，与单纯照射组相比，血根碱预处理＋照射的联合处理组的放射增敏比（SERD0）达1．48。结论血根碱可以通过诱导细胞周期阻滞、细胞凋亡和ROS的产生抑制脑胶质瘤A172细胞的生长，而且在低剂量下，血根碱预处理可增加放射敏感性。

低能量代谢诱导HeLa细胞及SD大鼠的辐射保护作用

目的探讨低能量代谢状态对受照后子宫颈癌HeLa细胞存活的影响，并研究饥饿状态下大鼠受照后抗氧化损伤指标的变化情况。方法四甲基偶氮唑盐（MTT）比色法检测不同浓度葡萄糖对HeLa细胞生长的影响；克隆形成法检测浓度分别为t、5、10和25mmol／L的葡萄糖对HeLa细胞辐射敏感性的影响；不同浓度葡萄糖联合6Gy的x射线处理后，流式细胞术检测细胞周期的变化，AnnexinV—FITC法检测细胞凋亡。动物实验采用SD雄性大鼠60只，采用随机表法将大鼠随机分为6组，每组10只，其中每两组分别给予正常饮食、饥饿24h和饥饿48h处理，每种处理方式中一组不照射，另一组给予11Gy的X射线照射。照射后2h采集大鼠静脉血液，采用ELISA试剂盒检测血中超氧化物歧化酶（SOD）、总抗氧化能力（T—AOC）的水平。结果葡萄糖浓度≤25mmol/L可增加HeLa细胞的存活率，而〉25mmol／L却使HeLa细胞的存活率降低。在25mmol／L以下，随着葡萄糖浓度的下降，HeLa细胞的辐射敏感性也逐渐降低，25、10、5mmol／L相对于1mmoL／L组，辐射增敏比（SER）分别为1．23、1．10和1．07。相比于高糖（25mmol／L）联合6Gy的x射线处理组，低糖（1mmol／L）联合组降低了G：／M期及s期细胞比例[G：／M期（49．68±1．88）％和（35．54±1．45）％，s期（16．88±1．22）％和（10．23±1．65）％，t=10．42和5．61，P〈0．05]，而且使细胞早期凋亡明显减少[（25．50±0．95）％和（7．56±1．07）％，t=21．72，P〈0．05]。与正常饮食组比较，照射后饥饿48 h处理组的大鼠血中SOD、T—AOC含量明显增加（t=40．32和42．78，P〈0．05）。结论无论在细胞水平还是在动物整体水平上，低能量代谢状态均具有一定的辐射防护作用，而高能量代谢状态则增加其辐射敏感性。