細胞凋亡相關(guān)的生物傳感研究.pdf

1、與細胞繁殖、分化一樣，細胞凋亡也是各種生命活動中不可或缺的過程。異常的細胞凋亡會導(dǎo)致各種疾病，為了對這些疾病進行診斷或者治療，需要檢測相關(guān)細胞的凋亡情況。Caspases-3是細胞凋亡過程中極其重要的蛋白酶之一，可以通過檢測它的活性來判斷細胞凋亡情況。另外，石英晶體微天平(QCM)可以反映物質(zhì)粘附在電極表面上的質(zhì)量和粘彈力，因此可用來實時監(jiān)測細胞的粘附、繁殖和凋亡過程。為了促進細胞在傳感器表面的生長，構(gòu)建細胞相容性界面是研制細胞傳感器的

2、首要和必要步驟。基于此，本論文在細胞相容性界面的構(gòu)筑、細胞凋亡過程的QCM實時監(jiān)測及caspase-3活性檢測方面開展了一系列研究，主要研究工作如下：
　　1.首次研究了哺乳動物細胞在電聚合鄰苯二胺(PPD)絕緣膜上的粘附、鋪展和繁殖，并用該膜作為細胞生長基底構(gòu)建了QCM細胞傳感器，實現(xiàn)了細胞凋亡過程的實時監(jiān)測。用循環(huán)伏安法在氧化銦錫(ITO)導(dǎo)電玻璃上電聚合形成PPD膜，研究了不同細胞(人體乳腺癌細胞MCF-7、人成骨肉瘤細胞M

3、G-63和小鼠成纖維細胞NIH-3T3)在PPD膜上的生長情況。研究結(jié)果表明：與ITO和組織培養(yǎng)用聚苯乙烯(TCPS)基底相比，細胞在PPD膜上的粘附和鋪展速率更快，活性更高，說明PPD具有優(yōu)良的細胞相容性?；诖?，將PPD膜用于石英晶體金電極的表面修飾，支持MCF-7細胞生長，構(gòu)建了QCM細胞傳感器。以喜樹堿為凋亡誘導(dǎo)劑，用QCM技術(shù)實時監(jiān)測了MCF-7細胞的凋亡過程。QCM響應(yīng)與熒光顯微鏡觀察結(jié)果相一致。且PPD膜易于從金表面完全去

4、除，提高了石英晶體諧振器的重復(fù)利用性。
　　2.將氧化石墨烯修飾在殼聚糖膜表面，顯著改善了殼聚糖膜的細胞相容性。用掃描電子顯微鏡和接觸角測試對界面進行了表征，結(jié)果表明氧化石墨烯在殼聚糖膜上的吸附增加了殼聚糖表面的粗糙度和親水性。通過細胞形態(tài)觀察和MTT比色法研究了小鼠成纖維細胞NIH-3T3在氧化石墨烯/殼聚糖(GO/CS)上的粘附、鋪展、繁殖情況，發(fā)現(xiàn)NIH-3T3細胞在殼聚糖表面很難粘附，卻在2 h內(nèi)全部粘附在石墨烯修飾后的殼

5、聚糖膜上，并且形成漂亮的紡錘形?？疾炝耸舛群托揎棔r間對細胞粘附和鋪展的影響，結(jié)果表明石墨烯濃度只要大于或等于50μg·mL-1，在殼聚糖表面自組裝10 min就能夠很好地促進細胞的粘附和繁殖。
　　3.基于酪氨酸的電化學(xué)活性，設(shè)計了一條含有酪氨酸殘基和DEVD序列(caspase-3識別位點)的多肽CY9，實現(xiàn)了凋亡蛋白酶caspase-3的無標記電化學(xué)檢測。用微分脈沖伏安法(DPV)檢測了自組裝在金電極上的多肽中酪氨酸殘基