2020-12-24 02:59:04 HORIBA科学仪器事业部
图文| 创意化学社
小编| 贺卓芳 张雨
责编| 王兴亮 刘恒光
近日,四川大学创意化学社的社员邀请了四川大学化学学院副院长李坤教授进行实验室安全讲座,并且在讲座后对李坤老师的研究方向——荧光探针进行了采访。李老师耐心地解答了创意化学社社员提出的问题,也谈到了对当前学科交叉现象的看法,并给川大学子提出了一些建议,让川大学子收获颇丰。
本文摘取了创意化学社对李坤老师的采访,带领大家了解荧光探针前沿技术。
李坤
四川大学
化学学院副院长、教授
2003年
毕业于烟台大学
2003年-2008年 在四川大学攻读硕士、博士学位,毕业后留校
2010年
在香港大学做博士后研究人员
2017年9月至今
在四川大学任化学学院副院长
研究领域
(1) 化学生物学:荧光探针的设计、合成及其在生命体内的应用研究
(2) 有机化学:具有生理活性的有机小分子的合成及性质研究
在了解具体采访内容之前,我们先来认识一下荧光探针。
顾名思义,荧光探针是一类能发出荧光,而可以对某种物质进行标记、定位和识别的分子。
这类分子能发光,是因为带有可以吸收光能的“荧光基团”结构,可以再以“荧光”的形式把光发出来;而能够针对特定物质作用,是因为其“识别基团”的结构可以与特定受体结合,然后将信息发送给荧光基团。
今天创意化学社采访的李坤老师主要研究的是反应型荧光探针(就是指与受体发生化学反应而激发出荧光的分子)。
创:李坤老师您好,您在荧光探针领域的研究颇有成就,我们对此非常地敬佩。但很多本科生同学对这方面还是比较陌生。请问老师,当前荧光探针它主要有哪些应用方向和前景呢?
李:荧光探针领域伴随着我们医学的发展而发展,且非常迅速。荧光分子具有良好的灵敏度和稳定性,因此它在现在的医学领域中应用得很多,比如医学上许多检测试剂都运用了荧光分子。此外,我们还在做互联网+的项目,就是做一个细胞膜探针,实际上是生物追踪。
荧光探针也可以运用于手术导航方面。比如说,尽管现在有很多治疗癌症的药物,但实际上最有效的治疗方法还是切除,切除手术中最主要的问题就是边界不清晰。但如果利用小颗粒的人工染料,使其在肿瘤区域富集,再用荧光灯照射,就能轻易地区分出有荧光与没有荧光的地方,也就比较容易地把微小的肿瘤、以及整个边界清晰地找出来。这也是我们研究的一个内容。
除了医学方面,它还有许多应用。如果需要选择性地区分细胞内一类比较重要的化合物——活性硫,就需要选取一些特定的分子结构,让它具有不同的反应活性。之前所用的检测方法存在一定缺陷,而运用荧光探针能直接得到一个它在空气中相对含量的变化图,非常直观。也可运用在食品检测方面,比如测定红酒里二氧化硫的含量。总之应用是很广的,而我们组对细胞比较感兴趣,所以我们主要就细胞层面进行研究。
创:老师您刚才提到的荧光探针在临床方面的应用,让我们联想到了今年发生的新冠疫情。请问荧光探针和细胞膜探针技术在今年的病毒检测当中发挥了什么样的作用?
李:不光是新冠检测,其实还包括最早的流感,相关的病毒检测都要用到荧光探针。比如说核酸检测,它的全名应该叫RT-PCR检测。这个检测就是我们常说的反转录检测,是目前最直接的手段。
反转录检测的主要基础是采样。患者体内含有病毒,提取样品实际上就是提取病毒里的核酸。但很多病毒的核酸是RNA,并不稳定,而且当前 的PCR*扩充也是基于DNA的。所以,首先要把RNA逆转录为一个对应的DNA,然后把这个DNA链条放到PCR去扩充。那怎么来判断一个检测结果是阴性还是阳性呢?我们用CT值表示预设的循环次数,每循环一次,荧光值就会增加。经过预设循环次数后,荧光值达到的某个值,如果跟我们预期是一样的,就为阳性;如果没有达到,就为阴性。
*注:PCR全称为聚合酶链式反应(polymerase chain reaction),可用于快速复制大量遗传物质。
还有一种检测叫血清检测,也就是IgG*检测。血清检测是基于人体血液中抗体水平来进行的,我们用FITC对相应的抗体进行标记(FITC是荧光素的衍生物,就是我们所谈到的荧光探针),标记之后抗体就带有了荧光性;如果和抗原结合,就会显示荧光,说明检测结果为阳性。
目前来讲,这两个检测方法是检测病毒最直接最关键的技术,并且都需要用到荧光探针技术。
*注:IgG即免疫球蛋白G
(immunoglobulin G),由效应B细胞产生,是血清中的主要抗体。
创:那请问您当初是因为什么契机想要进行荧光探针的研究的呢?
李:这个项目是 2012年开始做的。当时有人在做聚集诱导发光(AIE)的相关研究,我在港大学习的时候会有学术交流,听了有关荧光探针的报告之后,我觉得这一方面有许多可研究的。最主要是当时我们要去做一项需要用到一个叫FITC的物质的检测,我觉得这个检测技术是非常好的。于是我想:既然荧光这么有用,我就结合我们有机化学反应来进行研究。
我主要研究反应型荧光探针,就是一种基于化学反应的设计,对反应的底物或者是待测物进行检测。我们设计了很多种金属离子检测,还包括对细胞内的一些活性小分子,比如说硫化氢、半胱氨酸等等,进行一个选择性的区分和定量检测的方法。在这当中,我对整个细胞的染色,或者是一些信息的传导——总之对生物相关的事情比较感兴趣。我们认为,荧光探针能够从分子角度去揭示我们细胞内的很多事件,是一个非常有用的工具。所以我们希望它能有更广泛的应用,无论是在疾病的探索还是药物的开发。
创:李老师,如今各个学科的知识都在飞速地融合交叉,请问您如何看待现在很多学科交叉研究涌现的现象?
李:我觉得交叉学科是学科发展的一个自动融合的过程。我们现在要解决的很多问题,很多时候并不是一个人或者一个专业就能彻底解决,可能还要联合和融合其他学科。比如我们做的化学生物学,就是用化学手段去解决生物学的问题。
在一个团队里,每个人从不同的角度去看问题,提出的解决方法可能就不太一样,这就有很多新思路。再者,大家可以互帮互助。这些对研究都是非常有益的。
采访结束,李坤老师和同学们一起合影
李坤老师还提出了如下的学习建议:
最后附上李坤老师的联系方式,对荧光探针感兴趣的小伙伴可以前去咨询。
联系方式:028-85418580
Email:kli@scu.edu.cn
HORIBA Scientific 公众号所发布内容(含图片)来源于文章原创作者或互联网转载,目的在于传递更多信息用于分享,供读者自行参考及评述。文章版权、数据及所述观点归原作者或原出处所有,本平台未对文章进行任何编辑修改,不负有任何法律审查注意义务,亦不承担任何法律责任。若有任何问题,请联系原创作者或出处。
点击下方“阅读原文”,查看更多精彩文章!
12-14 纳克微束
免纯化亲和力检测 | Monolith 助力膀胱癌发生发展机制研究12-14 NanoTemper
今日直播 | 热稳定性检测在生物制品可开发性评估中的应用12-14 NanoTemper
一滴污水就能打击毒品犯罪?一起来看看12-13 得泰仪器
热烈祝贺|得泰仪器&化兴科创战略合作签约成功12-13 得泰仪器
厌氧培养方法,哪种才是“上上之选”?12-13 DW
SCADA助力食品加工数字化变革:未来产业的智慧引擎12-13 国际工业自动化
德思特方案 | 破晓6G新时代:迈向新一代星地融合的高速测试解决方案12-13 德思特
最后2天!热分析流变原装耗材年末钜惠12-13
欢聚盛会!珂睿科技诚邀您参加第22届北京色谱年会(BCAC2023)12-13 珂睿marketing
食品中维生素D检测新标准来了,您准备好了吗?12-13 珂睿marketing
视角|高分辨分离分析新技术在食品安全检测领域的应用进展12-13 孙燕, 张峰*
谱新生物入选国创中心细胞疗法“揭榜挂帅”技术攻关拟立项目12-13
新系列!Welchrom 96-well plates重磅来袭!12-13 产品市场部
TaqTalk 28期 | MIQE指南和TaqMan检测12-13 赛默飞基因科学
呼吸道传染病核酸检测及耐药性检测方案12-13 赛默飞生命科学
企业开放日——中科院材料所师生走近华仪宁创12-13
在线讲座 | 能量代谢分析技术在肿瘤免疫研究中的案例详解12-13 安捷伦细胞分析
走进内蒙古!流式细胞仪、Seahorse开放日报名了12-13 安捷伦细胞分析
相约成都|安捷伦邀您共聚第二届天府干细胞与细胞治疗大会12-13 四川省干细胞技术