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目的:应用荧光探针活性氧检测技术对单纯光照过程以及血卟啉单甲醚介导的光动力反应(HMME-PDT)过程中人脐静脉血管内皮细胞株ECV 304细胞内的活性氧产生情况进行检测。 方法:(1)实验系统的建立:分别利用激光扫描共聚焦显微镜和CCD荧光显微镜采集ECV 304细胞的DCF荧光图像,并比较两者的成像质量,实验可操作性等技术指标;主要测量输出功率、功率稳定性以及光斑直径这三个指标,考察荧光显微镜的高压汞灯作为本研究中照射光源的可行性;比较并选择合适的荧光图像的分析与处理方法。(2)单纯光照时ECV 304细胞内活性氧产生位置的确定:将细胞接种于35 mm培养皿中,孵育24h,孵育结束前30 min加入H2DCF-DA(孵育浓度为10μmol/L),同时加入线粒体标记探针MitoFluor Red 589(孵育浓度100 nmol/L)。利用荧光显微镜的激发光源作为照射光源,分别采集同一细胞的DCF的荧光图和MitoFluor Red 589的荧光图,通过比较各细胞分区内DCF荧光的平均强度(I1)与细胞内DCF荧光的平均强度(I2)之比来确定DCF分布位置。(3)HMME-PDT和单纯光照时ECV 304细胞内活性氧产量的监测:在孵育结束前4 h前加入HMME(孵育浓度为10μg/ml),不加入探针MitoFluor Red 589,其他实验步骤与上部分研究相同。在光照的同时连续采集两组细胞的DCF荧光图,采用图像分析和处理技术,求得两组细胞内不同照射时间点DCF平均荧光强度随时间的变化情况,据此绘制荧光强度-时间曲线。 结果:(1)CCD荧光显微镜采集到的DCF荧光图像的质量优于共聚焦显微镜,同时综合考虑包括采图质量、光照射剂量的可控性、实验成本和操作简便性等诸多因素,最终确定了CCD荧光显微镜作为实验研究的工具;荧光军医进修学院硕士学位论文中文摘要显微镜的汞灯输出功率稳定,光斑均匀,经本实验所选取的光路系统后输出波长范围为460一490nm,功率密度约为1 00 mw/cm“;细胞器一细胞荧光强度比值法对于荧光分布位置的确定优于其他方法。(2)单纯光照时ECV 304细胞内DCF荧光缓慢增强,经统计分析,参数m取不同值时线粒体区内I;八:值均明显高于细胞核区和细胞质非线粒体区;m二20%时的线粒体区、细胞质非线粒体区内11/I:值与细胞核区内11/I2值分别为1.949士0.221,0.725土0.083,1.113士0.226,经方差分析显示三者之间的差异有显著意义。(3) HMME一PDT组细胞内DCF荧光分布区域与单纯光照组类似,尽管单纯光照的因素参与其中,但通过比较两者的变化趋势,发现此区域内DCF荧光变化的速度HM倒[E一PDT组较单纯光照组快,前者在第285时即上升至第25时5 .98倍,且由于ROS的大量产生,荧光淬灭迅速,而后者第605时上升至第25时的4.69倍。间接证明HMME一PDT早期DCF荧光的分布的主要位置是线粒体。 结论:利用荧光探针活性氧检测技术检测细胞内的活性氧,方法简便可靠。单纯光照可致ECV 304细胞内活性氧的产生,且主要位于线粒体内,这可能与线粒体内源性光敏物质丰富有关,内源性光敏物质在光照激发时所产生的活性氧可能是引起弱激光生物学效应的重要物质。HMME一PDT时细胞线粒体内活性氧产量明显高于其他区域,线粒体微环境可能影响了光化学反应的速率,线粒体是HMME介导的光动力反应早期损伤的靶位点。