同步辐射红外光谱研究结肠癌细胞的软X射线辐射效应

为探索红外光谱技术在辐射效应研究中的应用,以合肥同步辐射红外和远红外光谱实验站为平台开展软X射线低剂量辐射效应研究。用傅里叶变换红外显微镜光谱仪采集软X射线辐照前后的结肠癌细胞(HCT116)的单细胞光谱,分析光谱的位置和强度等变化。发现辐照后癌细胞吸收谱在峰的强度、位置都有明显变化,尤其位于1079 cm^(-1)、1236 cm^(-1)的核酸骨架磷脂对称和反对称振动吸收有明显的差异。研究表明:辐射诱导的癌细胞生物效应可以通过单细胞红外光谱灵敏表征;该方法有可能成为快速检测辐射效应的有效手段。

同步辐射软X射线对单细胞的辐射损伤

应用国家同步辐射实验室软X射线显微术光束线的光学系统,搭建了适合软X射线单细胞辐照损伤效应研究的实验装置,选择氧元素K吸收边能量对Hela细胞进行单细胞辐照,运用单细胞凝胶电泳技术进行辐照损伤评价。实验结果表明,辐射损伤效应与辐射剂量有依赖性关系。

抑癌基因p53的单细胞傅里叶变换显微红外光谱

为探索单细胞红外光谱技术对单基因差异的鉴别能力,利用同步辐射傅里叶变换红外显微光谱技术采集含抑癌基因p53(野生型)和敲除抑癌基因p53(敲除型)结肠癌细胞的单细胞显微红外光谱。研究分析光谱发现,二者在脂质、蛋白质以及核酸吸收谱带峰强度和位置都有明显的差异。敲除p53后脂质、核酸以及蛋白特征吸收峰均减弱,且几乎所有的吸收峰都向高波数位移。分析了酰胺I带与酰胺II带的相对吸收强度比,发现敲除型比值明显变大;酰胺I带拟合结果表明野生型细胞中蛋白质二级结构的α螺旋和无规则卷曲含量明显低于敲除型,转角和非典型螺旋的含量则高于敲除型,而β折叠的含量无明显变化。研究表明,同步辐射单细胞红外光谱可以在分子水平上鉴别因p53基因差异而产生的细胞代谢变化。

应用量子点探针观察粒子辐射细胞损伤动态过程

荧光量子点由于具有发射荧光效率高、光稳定性好、无光漂白等优良特性,因此在生物学研究中得到广泛应用。用量子点标记细胞,通过量子点荧光可以对细胞进行长时程观察,实现活细胞动态示踪。利用量子点和DiO荧光染料对A549细胞膜双染,直观展示了量子点优于有机荧光染料的抗光漂白特性,并阐述了一种利用量子点对细胞A549进行标记并观测在α粒子辐照下细胞损伤动态变化过程的方法,这种方法对于阐明粒子辐射作用细胞的过程、了解辐射损伤的机理有一定的优势。