生物质碳点用于细菌成像和检测研究进展

随着细菌感染和抗生素耐药性形势越来越严峻,对开发快速、简单、灵敏的细菌检测和成像技术的需求越来越迫切。使用天然原料或者将低价值废弃物为原料得到的生物质碳点,不仅保留了传统半导体量子点优异的光电特性,还具有更好的生物相容性、更低的制备成本以及绿色环保的合成方法,符合未来能源可持续发展的趋势。生物质碳点已在细菌成像和检测上表现出极大的潜力,但面对如此丰富的生物质来源,如何选择合适的碳源并结合生物质碳点的优点构建效果更好的细菌成像和检测方法仍存在问题。本篇综述梳理了生物质碳点的种类,概述了生物质碳点在细菌成像和检测中的应用,对生物质碳点作为成像和检测传感器的不足进行了分析,希望为开发出更符合需求的成像探针和更有效的检测方法提供参考。

一种用于细菌酸化成像的电势差响应探针

酸响应化学传感器已广泛用于哺乳动物细胞的成像,但目前缺乏用于研究酸性环境与细菌相互作用的细菌定位探针.为此,设计合成了一个电势差响应阳离子探针CM-RB,它由一个具有蓝色荧光的香豆素和一个带正电荷的酸敏感罗丹明结构单元构成.对CM-RB进行pH滴定、毒性测试及其在酸性环境下细菌内部的荧光响应研究.结果表明:CMRB在细菌跨膜负电势的驱动下,聚集在细菌内部时产生蓝色荧光;当细菌处于酸性条件下时,探针的酸敏感罗丹明结构单元产生红色荧光.CM-RB的活细菌靶向性及pH关联双色响应显示该探针具有用于细菌内部酸化过程分析的可行性.

细菌生物发光成像实验性研究的文献计量分析

目的随着技术的成熟,细菌生物发光成像已成为用于感染性疾病研究的有力工具。从文献计量学角度分析国内外细菌生物发光成像实验性研究相关文献,旨在为细菌感染领域研究者提供参考。方法检索Pubmed、Embase、Web of science、中国知网中细菌生物发光相关文献。用EndNote X7对文献发表时间、国家或地区、机构、期刊载文量、生物发光细菌种类、实验类别及用途、实验动物种类、细菌体内感染部位和细菌生物被膜(Bacterial biofilm, BBF)相关研究等进行分析。结果共纳入374篇文献,其中英文359篇,中文15篇。第1篇报道在1995年,随后发表数量呈上升趋势。目前超过20个国家或地区有报道,美国发文量148篇,居首位;生物发光细菌使用最多的是金黄色葡萄球菌;活体动物体内发光实验的文献有348篇,主要用于感染和成像条件摸索研究以及感染程度和观察治疗的评价;BBF感染也是细菌生物发光技术应用较多的方面。结论细菌生物发光成像已逐步应用于细菌抗感染领域研究,具有很大的发展前景。

用于识别细菌的有机荧光探针研究进展

细菌感染已经成为威胁人类健康发展的重大疾病之一,导致了极高的死亡率和致残率。与此同时,随着细菌对抗生素耐药性的不断增加迫切需要新的设备来早期诊断和监测住院患者的深层次和复杂的细菌感染。荧光探针是一种具有高特异性和无创性的细菌可视化智能成像设备可以实现对于细菌感染的高特异性和无损性识别成像,本文对目前已有的用于细菌检测的荧光探针进行总结。在本文中,我们根据探针对细菌的识别机制将这些荧光探针分为两种不同的类型,包括与细菌独特成分共价结合的探针和细菌代谢标记的探针。这些探针不仅可以为细菌病原体相关疾病提供快速有效的诊断,而且可以加快新型抗生素的研发。

细菌自体荧光检测装置的研究与设计

细菌感染会造成伤口愈合延迟,增加患者和医疗卫生系统的负担,因此非常需要对伤口细菌进行及时检测和适当的处理。基于细菌自发荧光原理,设计了一种对伤口常见细菌快速检测成像的系统,可用于辅助识别伤口细菌负荷和判断感染情况,无需采样培养或染色鉴定。使用智能手机采集细菌荧光图像,以405 nm LED作为细菌激发光源,配合荧光图像信息提取和定量算法能够快速识别提取图像上的感兴趣区域并对荧光信号进行量化,定位细菌荧光信号区域。梯度浓度实验证实了荧光强度与细菌浓度高度相关,荧光强度与浓度之间存在线性关系,随着细菌浓度的降低,荧光信号强度呈下降趋势,系统最小检测限约为105 CFU/mL。与传统细菌检测方法相比,本装置具有操作简单、检测速度快、成本低等特点,为伤口细菌检测提供了一种新的手段。

一种荧光碳量子点的绿色合成方法及其应用研究

本研究探索一种可用于生物医学成像的绿色、高效的荧光碳量子点合成方法,以天然淀粉和水为原料,采用水热法合成碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)。利用透射电镜和原子力显微镜表征CQDs形貌;紫外光谱、拉曼光谱等方法表征其光学性能,共聚焦显微镜检测其在金黄色葡萄球菌和肺癌A549细胞中的生物成像能力,采用CCK-8法和体内包埋实验验证CQDs的生物安全性。合成的CQDs粒径分布窄,平均粒径为2.3nm,具有良好的水分散性和较低的生物毒性。共聚焦荧光显微镜观察证实CQDs可对细胞和细菌进行成像。体内及体外安全性实验证实该材料具有良好的生物安全性。该CQDs的制备方法简单、成本低廉、生物相容性好,具有良好的生物成像功能,在生物医学等领域具有潜在的应用价值。