[发明专利]一种定量检测癌细胞呼出二氧化碳含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定量检测癌细胞呼出二氧化碳含量的方法，属于荧光生物传感器领域。

背景技术

新陈代谢是生物维持生命活动的基本条件，生命过程中所表现出来的生长、发育、遗传和变异等特征都是以新陈代谢为基础的。机体生理功能和生化功能的正常活动完全依赖于细胞的正常生理和新陈代谢，当细胞出现病变时，人体便发生疾病，而新陈代谢一旦停止，生命也将终结。因而，实现细胞新陈代谢的记录和监控具有重大意义。其中，活性癌细胞的特点是无限制、无止境地增生，使患者体内的营养物质被大量消耗；癌细胞自身释放出多种毒素，使人体产生一系列症状；癌细胞还可转移到全身各处生长繁殖，导致人体消瘦、无力、贫血、食欲不振、发热以及严重的脏器功能受损等。若能实现对癌细胞代谢过程的定量及可视化监控，对于人类解决癌症难题具有重大意义。癌细胞在生长繁殖过程中，不断地与外界发生物质和能量交换，如果通过二氧化碳含量变化监测其代谢过程，对于癌细胞的甄别，进而实现早期诊断具有重要意义。

因而，科研人员开发了一系列荧光探针(如荧光蛋白、无机量子点等)用于细胞成像。然而，荧光蛋白的摩尔吸光系数有限、光漂白现象严重以及光稳定性差，无机量子点由于重金属离子的存在而具有高细胞毒性。这些大大限制了其实际应用，因而开发具有高生物相容性、光稳定性以及细胞成像有效发射的新型生物探针是至关重要的。

目前，大多数文献报道的荧光探针可以实现细胞成像，但由于细胞毒性问题无法实现长时间持续监测，并且这些荧光探针都对二氧化碳没有响应，无法监测细胞的新陈代谢过程。(Warburg,O.；Biochem.Z.,1924,152,319-344.Craig,F.N.；Beecher,H.K.；J.Gen.Physiol.,1943,26,473-478.Goldsmith,A.E.；Narvaez,R.；Oncology,1975,32,247-265.Wang,L.K.；Tian,Y.P.；J.Phys.Chem.C,2014,118,8531-8540.Zhang,X.Y.；Wei,Y.；Appl.Mater.Interfaces,2013,5,1943-1947.Bhunia,S.K.；Jana,N.R.；Appl.Mater.Interfaces,2014,6,7672-7679.Hong,Y.N.；Tang,B.Z.；J.Am.Chem.Soc.,2013,135,62-65.Miyake,T.；McDermott,J.C.；Gramolini,A.O.PloS One,2011,6,e28628.Neto,B.a.D.；Carvalho,P.H.P.R.；Silva,R.G.；RSC Adv.,2012,2,1524-1532.Ye,J.H.；Chen,H.C.；Bai,Y.；RSC Adv.,2014,4,6691-6695.Collado,D.；Vida,Y.；Najera,F.；RSC Adv.,2014,4,2306-2309.)。

发明内容

针对目前对癌细胞代谢过程进行检测采用的荧光探针用于活细胞成像时，不具备定量检测细胞所产生二氧化碳，不能监测癌细胞代谢过程的问题，本发明的目的在于提供一种定量检测癌细胞呼出二氧化碳含量的方法，所述方法采用一种含有4,4',4″-(1H-吡咯-1,2,5-三基)三苯甲酸(2-二甲氨基)乙酯(TPP-DMAE)荧光探针对活细胞的新陈代谢过程进行检测，所述荧光探针用于癌细胞荧光成像的同时可定量检测癌细胞新陈代谢所产生二氧化碳含量，并实现对癌细胞的类型进行甄别。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种定量检测癌细胞呼出二氧化碳含量的方法，所述方法具体步骤如下：

(1)将TPP-DMAE溶解于二甲基亚砜(DMSO)中，得到浓度为1×10^-2mol/L的溶液a；向溶液a中加入高糖DMEM培养基，得到浓度为1×10^-5mol/L的溶液b；

(2)将癌细胞传代至培养皿中；将装有癌细胞的培养皿置于培养箱中培养20～24h，洗涤，向培养皿中依次加入相同体积的溶液b和高糖DMEM培养基，得到待测样品1；将待测样品1置于培养箱中培养5～10min，吸出液体，洗涤，向培养皿中加入固定剂，静置5～10min，洗涤，加入缓冲液，得到含有失活细胞的待测样品2；

(3)首先观察待测样品1中癌细胞和待测样品2中失活细胞和的成像情况；再测试待测样品1中癌细胞和待测样品2中失活细胞的荧光强度；