一种双排放比度纳米温度计,用于评估能量代谢期间的细胞温度
Nana Yin1, Xiaojuan Wang1, Yang Shu1
1Department of Chemistry, College of Sciences, Northeastern University, Shenyang 110819, China.
概括
研究人员开发了一种新的比度探针,可以在细胞能量代谢过程中同时跟踪温度和腺三酸盐 (ATP) 水平. 这个工具有助于理解细胞中氧化酸化 (OXPHOS) 和离子 (Ca2+) 动态.
科学领域:
- 生物化学 生化学
- 细胞生物学 细胞生物学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 细胞内氧化酸化 (OXPHOS) 对于ATP合成和热生成至关重要.
- 同时监测ATP和温度对于了解细胞能量代谢至关重要.
- 现有的方法可能缺乏所需的精度或同时测量能力.
研究的目的:
- 开发一种比度探针,用于同时测量细胞内温度和ATP水平.
- 为了研究OXPHOS和Ca2+爆发期间温度和ATP的动态变化.
- 利用聚合物纳米粒子提高探头性能和细胞成像.
主要方法:
- 聚甲基酸 (PMMA) 纳米粒子与带电组的合成.
- 在PMMA-trimethylammonium纳米粒子 (Eu@PMMA-NMe3 NPs) 中加载Eu3+复合物.
- 用罗达胺染料对Eu@PMMA-NMe3NP进行兴奋剂,以创建一个比度温度探针.
- 将温度探头与ATP指示器相结合,用于同时监测.
主要成果:
- 开发的比度探头在生理范围内表现出高热灵敏度 (2.7%°C-1) 和温度分辨率 (0.1-0.3°C).
- 在OXPHOS抑制期间成功同时监测温度和ATP变化.
- 观察到在360秒内OXPHOS抑制后的~2.5°C温度升高和~13%的ATP降低.
- 证明Ca2+爆发导致ATP水解和温度升高由于Ca2+运输.
结论:
- 这种新型的比度探测器能够精确,同时测量细胞内温度和ATP.
- 这个工具提供了关于细胞能量转化和代谢调节在OXPHOS和Ca2+信号传递等过程中的见解.
- 这些发现对理解细胞生物能学和开发新的诊断工具具有重大意义.
