Enews267 多色流式細胞技術的進階應用-III
出自KMU e-News
高雄醫學大學e快報 第267期 研究資源整合發展中心專題
多色流式細胞技術的進階應用-III
研究資源整合發展中心 孫昭玲組長
本校研資中心自96年度購入多色流式細胞儀後，自此本校生醫研究進入多「彩」多姿的世界，多色流式細胞技術廣泛應用於細胞生物學與醫學研究領域，本人已於前二次e快報中介紹三種進階應用與流式細胞技術需要注意的實驗技巧，這次要介紹目前應用於幹細胞研究的「奈米鑽石」，以及本中心建立可偵測「奈米鑽石」的流式細胞平台。
「奈米鑽石」(Fluorescent Nano-Diamond，FND)是由中央研究院原子與分子科學研究所的張煥正特聘研究員開發而來，奈米鑽石是以碳原子為架構的奈米材料，所以具有毒性低、高度生物相容性，易與生物分子結合等特性，最重要的是奈米鑽石容易被不同細胞攝入，且其所發出的螢光特性容易與背景螢光區分，適合應用於活體實驗中追蹤重要細胞的分布、功能…等研究(1)，因此最近張教授團隊已經將此技術應用於幹細胞的追蹤，在結合流式細胞技術與高階組織螢光顯微技術之情形下，發現打入受傷肺部的幹細胞，確實會停留在肺部，且進行增生與分化，幫助肺部受傷部位的修復與再生，此結果發表於高點數期刊Nature Nanotechnology (2)。
為了發展本校生醫的研究，本中心蔡英美主任特別與張教授聯繫討論合作的可能性，張教授為使台灣的研究能超前其他國家，願意無償提供奈米鑽石，並且對於流式細胞分析儀的升級提供了專業的意見，因此本中心順利於2014年7月將多色流式細胞儀（LSR II）多增加一支黃綠雷射（562 nm），共可偵測十三個顏色之光譜，其中包含奈米鑽石的放射波長，詳情請參見附表之雷射與PMT波長配置情形。升級後的PMT配置，與PE相關的染劑，皆改為黃綠雷射激發，所收的光會更強背景值會降更低，實驗效果會更好，但是使用奈米鑽石時，不可同時合用與PE相關的染劑。
中心也利用細胞株測試了奈米鑽石的發光情形，如圖一所示，細胞株在吞噬奈米鑽石後，在670 nm附近有明顯的螢光量表現，數據顯示約80%的細胞都能吞噬奈米鑽石，但是這些細胞的顆粒性（SSC，圖一B的Y軸）有明顯改變，不確定是否影響細胞功能，這些問題需留待後續研究的探討，中心的奈米鑽石染色與偵測平台初步已經完成建立，後續需要繼續建立高階組織螢光共軛焦顯微技術，才能觀測帶有奈米鑽石的細胞「落腳」於何處組織，並進一步分析其功能變化。
研資中心與中研院張煥正教授所建立的奈米鑽石平台，初步已經可以應用於細胞的標定與偵測，歡迎校院研究者與中心討論並利用此平台進行深入研究。
參考論文
- Zhang B, et al. (2009) Receptor-mediated cellular uptake of folate-conjugated fluorescent nanodiamonds: a combined ensemble and single-particle study. Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany) 5(23):2716-2721.
- Wu TJ, et al. (2013) Tracking the engraftment and regenerative capabilities of transplanted lung stem cells using fluorescent nanodiamonds. Nature nanotechnology 8(9):682-689.
圖一：奈米鑽石標定細胞測試。人類內膜細胞株與奈米鑽石（100 g/ml）培養1.5小時後，收取細胞測試其螢光分布。（資料由中心主任蔡英美、組長孫昭玲實驗室提供）
