化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
好消息！ 用于近紅外光激發的新型鉀離子納米探針出爐
2020年04月21日 14:59:36
來源：化工儀器網 點擊量：7916
近日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）、上海腦科學與類腦研究中心、神經科學國家重點實驗室杜久林研究組、熊志奇研究組與中國科學院上海硅酸鹽研究所施劍林、步文博研究組合作完成了一項研究。該項研究開發出來了一種可以用近紅外光激發的新型鉀離子熒光納米探針，利用這一新型納米探針，研究團隊成功監測了斑馬魚和小鼠腦中伴隨性神經活動的鉀離子濃度變化。相關研究成果可在《科學進展》期刊上查閱。
【化工儀器網 時事熱點】近日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心(神經科學研究所)、上海腦科學與類腦研究中心、神經科學國家重點實驗室杜久林研究組、熊志奇研究組與中國科學院上海硅酸鹽研究所施劍林、步文博研究組合作完成了一項研究。該項研究開發出來了一種可以用近紅外光激發的新型鉀離子熒光納米探針，利用這一新型納米探針，研究團隊成功監測了斑馬魚和小鼠腦中伴隨性神經活動的鉀離子濃度變化。相關研究成果可在《科學進展》期刊上查閱。
據了解，鉀離子是人體細胞內和細胞外基質中的主要陽離子，動物體內98%的鉀存在于細胞內。而心肌和神經肌肉都需要有相對恒定的鉀離子濃度來維持正常的應激性。當血清鉀過高時，對心肌有抑制作用，可使心跳在舒張期停止，血清鉀過低能使心肌興奮，可使心跳在收縮期停止。血鉀對神經肌肉的作用則與心肌正好相反。因此，鉀離子濃度的改變可以從側面反映神經活動的異常，其成像可以成為研究神經系統功能的新切入口。
當前，鉀離子的檢測方法有焰色反應、離子選擇性電位分析法、火焰光度法、原子吸收分光光度法等，但是這些檢測分析方法容易受到其他金屬元素的干擾，或者受限于檢測儀器的相關要求，故而檢測精確度有限。為克服現有技術的不足，達到有效檢測鉀離子濃度狀態的目的，近些年來市場上推出了專門針對鉀離子檢測用的細胞鉀離子濃度熒光定量檢測試劑盒。該類檢測試劑盒的監測原理為，鉀離子敏感性熒光探針與鉀離子結合后，其熒光強度會顯著增強，然后利用熒光分光光度儀來觀察相對熒光峰值的變化，從而達到有效檢測細胞內鉀離子濃度變化的目的。
然而，不容忽視的是，現有的鉀離子探針在活組織中容易被吸收和探測而只能應用于大腦淺層，因此只能使用紫外或者可見光來激發。此外，現有的鉀離子探針普遍具有抗干擾性差、選擇低，難以有效區分鈉鉀離子，無法實現對鉀離子的特異性監測等缺陷。因此，亟需研發新的鉀離子熒光納米探針，并使用更高穿透力的光束來激發。
在眾多穿透力強的電磁波中，研究人員們終選擇了近紅外光，利用近紅外光來激發鉀離子熒光探針。據了解，近紅外光是一種介于可見光(VIS)和中紅外光(MIR)之間的電磁波。在此次研究過程中，研究人員們精心制備了總直徑為85 nm左右的三層核殼結構的球狀納米探針。值得一提的是，該探針的內核上轉換發光納米顆粒可以將近紅外光轉換成可見光，同時作為中間層鉀離子熒光探針的激發光。外層2 nm厚的薄膜只允許鉀離子進出納米探針，大大提高了設備的抗干擾能力。
為進一步驗證該新型鉀離子熒光納米探針的實用性，研究人員們利用該設備實現了對小鼠偏頭痛模型和斑馬魚癲癇模型大腦中存在的鉀離子濃度的實時動態監測。在近紅外光的激發下，研究人員從偏頭痛型小鼠大腦中觀察到了鉀離子濃度變化以平面波形式傳播的現象，這一研究發現為進一步了解皮層擴散性抑制的機制提供了新的技術手段。而在觀察具有癲癇的斑馬魚大腦時則印證了鉀離子擴散在大規模神經活動發作與傳播過程中的作用機制。
綜上，此次科研成果為探究動物大腦神經元中的鉀離子的動態變化提供了新的監測方法。這意味著，沿著這一研究方向不斷邁進，未來或許有望解決諸多疑難的神經性疾病。
資料來源參考：中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心、高校與高等教育、百度百科
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
涉及色譜、光譜等儀器 福建發布碳排放計量服務與能力建設目錄（第一批）
日前，福建省市場監督管理局發布《福建省碳排放計量服務與能力建設目錄》(第一批)(以下簡稱《目錄》)。其中涉及氣相色譜儀、電子天平、...2025-06-13 13:43:34 -
6月11日，工業和信息化部、國家發展改革委下發通知，決定開展生物制造中試能力建設平臺培育工作。其中提出配備多種通用及專用儀器設備，...2025-06-12 10:37:00
-
項目名稱：茂名石化第三批投資計劃高碳醇酸合成技術開發平臺建設在線紅外光譜儀，項目編號：0712-254062503018，招標范圍...2025-06-11 13:35:55
-
近日，廣州市技師學院就“廣州市技師學院智慧水處理產教融合綜合實訓基地項目”發布公開招標公告，預算金額為400萬元。2025-06-11 10:04:28
-
近日，湖北省產品質量監督檢驗研究院鄂州分院就“專用設備購置”項目發布公開招標公告，預算金額為232.24萬元。2025-06-11 09:41:40
-
近日，廣西大學委托廣西建設工程機電設備招標中心有限公司組織公開招標，采購原位共聚焦顯微拉曼光譜儀、電子顯微鏡原位測量系統等儀器設備...2025-06-11 09:35:10
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
