碳点（f-CDs）是一种尺寸小于10nm的分散的类球形荧光碳纳米颗粒。因其发光范围可调、双光子吸收截面大、光稳定性好、易于功能化、无毒和生物相容性好等优点，在生物成像和标记、分析检测，药物开发， 癌症纳米治疗， 光电转换以及催化等领域表现出良好的应用前景。这也使碳点成为半导体量子点、高分子纳米材料和有机荧光材料的极好代替物 。

　　但是如何研究这些材料是否会对细胞产生毒性，一直没有很好的验证方法，2017年2月暨南大学化学与材料学院杨培慧老师，借助Nanolive国际领先技术产品3D cell Explorer的实时无标记无损伤成像技术，成功在The Royal Society of Chemistry上发表文章；文章利用3D cell explorer 实时无损伤无标记成像方式快速分析红细胞与内皮细胞的粘附效果， 并验证了f-CDs 对细胞相互无影响，新颖独特的数据充分证明了CDs对细胞无毒性及荧光成像应用的潜能。

　　实验设计:

　　1、f-CDs 制备、指标及性能特征鉴定

　　2、f-CDs在细胞内成像发光鉴定

　　3、3D cell explorer无损伤无标记分析红细胞与内皮细胞粘附性

　　4、f-CDs 毒性检测：观察CDs对红细胞与内皮细胞粘附性影响

　　1、CDs 制备、指标及性能特征鉴定

　　碳点材料准备：将0.3 g L -色氨酸溶于（100毫升，0.05M）的氢氧化钠水溶液中； 铂片用作阳极和阴极插入溶液，两极加电处理2小时，得到的褐色溶液用去离子水透析膜透析 24h。真空冷冻干燥后得到纯化的碳点。贺利氏光谱仪、透射电镜等设备验证碳点大小约5-7nm。

　　2、CDs 在细胞内发光成像鉴定

　　经MMT 验证长到85%均一度的细胞，分别加入浓度为0, 50, 100, 150, 200,250, and 300 mg /mL 的F-CDs, 检测到细胞发射蓝色、绿色及红色荧光波长，之后37度孵育30min，用于多色荧光成像观察.

　　3、3D cell explorer无标记成像系统观察红细胞与内皮细胞的粘附效果

　　实验操作：1.内皮细胞用H2O2 处理进行损伤处理12h，MTT 检测IC 50 值为400 mM

　　实验验证：Nanolive 无标记成像系统通断层扫描与全息成像技术，对细胞3D成像，3维图像360度旋转分析，观察到红细胞与正常的内皮细胞几乎不粘附 ，而细胞损伤后，红细胞对细胞内皮细胞产生很强的粘附倾向。

　　A 内皮细胞；B 红细胞；C 红细胞与正常内皮细胞；D 红细胞与受损的内皮细胞

　　4、CDs毒性验证：观察对红细胞与内皮细胞之间相互作用影响

　　随着H2O2 浓度增加，内皮细胞损伤程度也随之增加，显示红细胞对内皮细胞粘附性效果增强，与前期Nanolive 无标记无损伤成像系统观察结果相一致。

　　A 图先用F-CDs处理红细胞成像，分别显示蓝、绿、红荧光。

　　B，C,D 图，被标记的红细胞分别与H2O2 处理细胞共孵育，观察两者粘附效果，

　　结果：本研究通过nanolive 3D cell exlporer 实时无标记成像系统的无损伤研究发现了红细胞对损伤的内皮细胞粘附性与内皮细胞损伤程度成正相关，之后再加入全波长荧光的f-CDs 验证其对这两种细胞的粘附效果，结果发现加入f-CDs后，两种细胞的粘附效果不受影响，Nanolive的无损伤成像技术获取的细胞相互作用的创新数据为证明电化学方法获得的发射全波长荧光的f-CDs对细胞无毒提供不可替代的作用；提供的无标记细胞相互作用3D 结构及量化分析数据为后续研究提供了可靠的数据支持！

　　拓展性应用：此文献都充分利用了Nanolive 3D cell exlporer的实时无损伤、无标记技术探索出了新材料及药物的作用功能，并利用荧光成像进行了验证，两种方式的强强联合，获取了独有的数据；但是要利用两套系统，操作及控制上存在一些麻烦，nanolive最新推出的nanolive 3D cell exlporer–Fluro， 将全息成像技术、360度旋转光源断层扫描技术及荧光成像技术整合为一体，可以同时实现无标记3D 细胞成像与荧光标记成像，图像可进行无缝整合，并将荧光成像直接升级的3D 层面，在无需标记的条件下，对于如碳点f-CDs颗粒在细胞中的亚细胞器及所在细胞层面进行精确的定位，从而更深层次的解析纳米材料的应用，结果更具说服力！

　　3D Cell-Explorer-flu创新技术产品在生命科学及化学材料等领域具有如下优势：

　　v 整合全息技术与360度旋转断层扫描、荧光成像为一体

　　v 实时无标记3D全息成像与荧光成像无缝整合

　　v 纳米级3D 细胞结构观察亚细胞器

　　v 基于物理折射率的任意数字染色

　　v 无标记纳米级分辨率，极限高达75nm

　　v 超高速3D成像：2秒钟96重断层扫描及3D影像呈现

　　v 可整合载台孵育系统，可进行time-Lapse

　　v 3通道荧光成像，7通道无标记成像，最多同时10个标记检测

　　v 纳米材料，蛋白、核酸分子细胞器及细胞层面精确定位

　　我们期待您能在科研领域帮助您登峰造极！