GLUT4囊泡的量子點標記及其在活細胞內(nèi)納米級實時定位研究.pdf

1、葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT4在肌肉細胞和脂肪細胞的葡萄糖攝取過程中起著關(guān)鍵作用，對維持體內(nèi)葡萄糖的動態(tài)平衡至關(guān)重要。GLUT4在細胞內(nèi)的循環(huán)過程涉及到細胞胞吐和胞吞活動的許多分子機制。深入研究GLUT4囊泡在胞內(nèi)轉(zhuǎn)運的完整動態(tài)過程，有助于進一步揭示GLUT4的轉(zhuǎn)位機制和胞內(nèi)大分子跨膜轉(zhuǎn)運的基本生命現(xiàn)像。但是，由于三維單微粒跟蹤技術(shù)的局限，只能觀察GLUT4囊泡在胞內(nèi)轉(zhuǎn)運的某些短時程和局部區(qū)域的過程，這導致與GLUT4囊泡胞內(nèi)轉(zhuǎn)運過程相關(guān)的許

2、多重要科學問題還沒有得到解答。本文結(jié)合了新的納米級三維單微粒跟蹤技術(shù)和量子點標記技術(shù)，為全細胞范圍內(nèi)GLUT4囊泡轉(zhuǎn)運機制研究提供了高精度、長時程的實時監(jiān)測及分析平臺。
　　 本文主要完成了以下幾個方面的工作：
　　 1）將量子點標記技術(shù)引入到納米級三維單微粒跟蹤研究領(lǐng)域。設(shè)計了用量子點標記葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白囊泡的實驗流程，證明了這種標記方法的靈敏性、特異性、無毒性。實驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的熒光染料相比，量子點因其光物理特性，

3、在全細胞范圍內(nèi)GLUT4囊泡胞內(nèi)轉(zhuǎn)運過程研究中具有某些優(yōu)越性。為解決三維納米級跟蹤中圖像信噪比低、目標分割難、跟蹤時程短、空間分辨率低等問題提供了新的思路。
　　 2）對單微粒的三維納米級定位算法進行了研究?？紤]到實時性和分辨率的要求，本文重點研究了寬場顯微鏡熒光圖像的離焦圖像和離焦距離的關(guān)系，得出了二者的關(guān)系公式，從原理上為自校正離焦定位系統(tǒng)的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
　　 3）設(shè)計和構(gòu)建了自校正離焦定位系統(tǒng)。搭建了進行三維納

4、米級跟蹤的硬件和軟件基本平臺。設(shè)計了一套能對Z軸位移進行精確控制的壓電晶體納米級微位移控制器。對TILLVision成像系統(tǒng)軟件進行了改造，在原有的成像系統(tǒng)軟件中加入了三維納米級離焦定位算法。
　　 本文所建立的有關(guān)GLUT4囊泡三維納米級實時定位的新方法和新的實驗系統(tǒng)，亦可應用于內(nèi)分泌細胞和神經(jīng)細胞分泌機制研究以及蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運研究等前沿科學領(lǐng)域。進一步發(fā)展，有可能在一定條件下實現(xiàn)對活體細胞內(nèi)蛋白質(zhì)大分子的三維納米級實時定位和