Nature communications：基于量子點的多輪次多色原位成像技術(shù)

題目：Nature communications：基于量子點的多輪次多色原位成像技術(shù)

摘要：基于量子點-Protein A-抗體的偶聯(lián)物，對同一樣品進行多輪次的多色共染，利用熒光光譜儀分析，具有同時獲取單細(xì)胞內(nèi)50-100個靶標(biāo)分子信息的潛能。

華盛頓大學(xué)Gao Xiaohu課題組，利用Protein A與量子點（Quantum dots，QDs）的偶聯(lián)物，通過Protein A捕捉抗體Fc片段，從而獲得QD-Protein A-Ab熒光探針（圖1）。該量子點熒光探針制備簡單、成本低、適合流水線分析，同時易于洗脫，不會對下一輪染色發(fā)生干擾，并保持靶抗原和標(biāo)本形態(tài)在每一輪染色中的完整性。對于每輪的多色共染，需要利用熒光光譜儀進行光譜分離和定量分析，從而獲得單個細(xì)胞的詳細(xì)的分子譜定量信息，對于系統(tǒng)生物學(xué)、基因表達(dá)研究、信號傳導(dǎo)通路分析以及分子診斷具有重要意義。

在每輪的多色共染中，可分析N個靶標(biāo)分子，而N的大小取決于對不同熒光探針的光譜分辨能力。如果每20nm發(fā)射波長即有對應(yīng)的量子點進行抗體標(biāo)記，同時熒光光譜儀有十個通道進行光譜分離和定量分析，那么，每輪可同時進行十個顏色的共染，如果再經(jīng)過九個輪次的脫色-再染色，理論上可以在同一張固定樣本上實現(xiàn)共計100個（10X10）靶標(biāo)分子的分析。上述課題組開展了每輪5個顏色共染、反復(fù)進行5個輪次的原位成像分析，結(jié)果顯示，全部五個靶標(biāo)分子在五輪染色中呈現(xiàn)一致的染色模式和平均染色強度，同時每輪染色后沒有熒光信號殘留，標(biāo)本在五輪染色后依然保持了良好的細(xì)胞形態(tài)（圖2）。

圖1 QD-Protein A-Ab熒光探針的多輪次多色原位成像模式圖

(a) 染色前，QD-Protein A偶聯(lián)物捕捉溶液中抗體（Ab），形成功能化的QD-Protein A-Ab熒光探針； (b) 將不同的探針匯集形成雞尾酒混合物；(c) 混合探針與固定細(xì)胞孵育，進行平行的多色共染； (d) 利用熒光光譜儀采集圖像和光譜數(shù)據(jù)，形成各抗原的表達(dá)譜；(e) 以再生緩沖液進行簡短漂洗，使標(biāo)本完全脫色；(f) 進行下一輪其它靶標(biāo)的多色共染。

圖2 QD-Protein A-Ab熒光探針的25個靶標(biāo)成像分析

 (a-e) 五個輪次的靶標(biāo)成像：發(fā)射波長為525/545/565/585/605nm的QD-Protein A-Ab分別標(biāo)記Ki-67/HSP90/Lamin A/Cox-4/b-tubulin）；(f) 五輪染色具有一致的平均熒光強度。

文獻(xiàn)來源：

Zrazhevskiy P, Gao X. Quantum dot imaging platform for single-cell molecular profiling. Nat Commun. 2013, 4:1619.