冷冻凝胶结构一目了然:简单高效染色实现细胞与支架同步观测

学术   科学   2024-11-27 07:31   北京  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

冷冻凝胶因其独特的多孔结构和在组织工程中的广泛应用而备受关注,但对其进行快速、可靠的荧光标记一直是研究中的难点。近日,一项新研究利用派洛宁Y(Pyronin Y)染料,开发出了一种简单高效的染色方法,实现了对明胶冷冻凝胶的激光扫描共聚焦显微成像,为细胞与支架的同步观测提供了全新方案。在这方面,2024年11月20日,Bio-protocol 期刊在线发表了美国圣弗朗西斯学院(St. Francis College)Katsuhiro Kita团队题为“A Simple Staining Method Using Pyronin Y for Laser Scanning Confocal Microscopy to Evaluate Gelatin Cryogels”的方法文章。

图1. 文章标题页 https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5115
关键词PyroninY 冷冻凝胶 胶原蛋白 明胶 戊二醛 荧光标记

冷冻凝胶(Cryogels)一种在低温(通常在约 -20°C)的条件下,通过冻融过程制备的高度多孔材料。这种特殊的多孔结构使冷冻凝胶具有高渗透性,允许细胞、营养物质和代谢产物自由穿过,因此在组织工程、细胞培养和生物医学应用中非常有价值。例如,冷冻凝胶可以用作三维细胞培养支架、药物释放载体或组织再生的支撑材料

派洛宁Y(Pyronin Y)染料因其独特的荧光特性和生物兼容性,在RNA分析中广泛使用。然而,本研究探讨了其在冷冻凝胶成像中的应用,特别是在明胶基冷冻凝胶的荧光标记上。冷冻凝胶是一种在低温条件下形成的多孔支架,广泛应用于组织工程,具有促进细胞生长的优势。传统的染色方法如马松三色染色和西里斯红染色虽然适用于组织切片和偏光显微镜成像,但在冷冻凝胶的实际应用中存在局限。本研究采用派洛宁Y进行冷冻凝胶的快速荧光染色,并通过共聚焦显微镜对多孔结构进行高效可视化,揭示了其在生物材料分析中的新潜能。此外,派洛宁Y的水溶性、低毒性和化学稳定性使其成为评估明胶基生物材料的有力工具,为冷冻凝胶成像及其在生物医学研究中的应用开辟了新途径


  • 使用派洛宁Y对明胶基冷冻凝胶进行荧光染色,该方法快速且可靠,能够在短时间内完成染色过程。

  • 派洛宁Y能与远红外荧光团如Alexa Fluor 647结合使用,实现双色成像,这在传统RNA分析染料中较为罕见。

  • 通过共聚焦显微镜对派洛宁Y染色的冷冻凝胶进行成像,产生的图像信噪比高,便于后续的定量分析。

—————文中代表性图—————

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图2. 实验流程图形概述(来自Bio-protocol期刊

图3. 派洛宁Y染色冷冻凝胶与MSCs的半自动孔径分析和双色成像示例(来自Bio-protocol期刊

图4. 冷冻凝胶在淬灭前(左箭头)和使用硼氢化钠淬灭后(右箭头)的比较(来自Bio-protocol期刊
  • 组织工程
    在组织工程中,派洛宁Y可以用于标记和评估冷冻凝胶等生物材料的结构,以支持细胞生长和组织再生研究。
  • 细胞培养和细胞迁移研究
    ‍由于派洛宁Y能够清晰标记多孔生物材料,它可以用于研究细胞在这些支架内的培养效果和迁移路径。
  • 药物释放系统
    在药物释放研究中,派洛宁Y染色的冷冻凝胶可以用来研究药物的扩散和释放动态,尤其是在多孔支架中的应用。


这个方法的可重复性已经被本文作美国圣弗朗西斯学院(St. Francis College)Katsuhiro Kita团队验证过,相关实验数据与结果请见原文的“Validation of protocol”章节

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Reece, B., Bahar, E. V., Pereira, A. C., Witek, L. and Kita, K. (2024). A Simple Staining Method Using Pyronin Y for Laser Scanning Confocal Microscopy to Evaluate Gelatin Cryogels. Bio-protocol 14(22): e5115. DOI: 10.21769/BioProtoc.5115.

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