智能聚合物分子纳米温度计的构建及其活细胞内温度变化成像应用研究

作     者：乔娟 齐莉 陈义 

作者单位：中国科学院化学研究所活体分析化学院重点实验室 

会议名称：《中国化学会第30届学术年会》

会议日期：2016年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 071009[理学-细胞生物学] 09[农学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0901[农学-作物学] 090102[农学-作物遗传育种] 0702[理学-物理学] 

基　　金：NSFC(Grants21475137 21375132 21175138 21205125 21135006 21321003) 

关 键 词：智能聚合物 纳米温度计 细胞内温度测定 

摘      要：细胞是构成生命的基元,其温度变化与细胞内的化学反应、能量代谢等过程息息相关。由于活细胞内的温度测定需要在复杂环境及微纳尺度范围内才能开展,因此,建立具有高时-空分辨的纳米温度计非常重要且极具挑战。本项研究工作中采用温敏单元、连接单元及极性响应荧光染料报告单元相结合的策略,构建了基于聚合物的分子型纳米温度计。我们首先合成了温敏嵌段聚合物（PNIPAm-PS-MAn）,以其作为温敏单元及连接单元,将荧光染料分子（AMC）键合于聚合物的MAn基团上,得到了具有温度响应的线性嵌段聚合物纳米温度计。为了排除细胞内复杂生理环境对于细胞内温度测定的影响,还构建了比率型聚合物纳米温度计。我们以极性响应性的荧光分子（NBD-C1）及荧光强度不随温度变化的RhB分子分别作为报告荧光分子及参比荧光分子,将其与具有温敏性的聚合物相结合,制备了比率型纳米温度计。进一步将所构建的这两种纳米温度计应用于细胞内的温度变化成像研究,结果表明:聚合物纳米温度计不仅可排除细胞内复杂生理环境的干扰,而且还可实现对药物刺激后细胞内温度变化趋势的实时在线观察。我们的工作为深入探索细胞内复杂的物化特性与疾病的发生及诊/疗的关系提供了良好的研究基础。