细胞是一个在微米尺度上具有复杂结构的单元，由于缺乏合适的研究手段，在单细胞和亚细胞水平研究胞内NPs的生物过程仍是一项具有挑战性的工作。目前研究胞内NPs命运的主要策略是显微成像法，具体包括基于荧光、吸收光、散射光等成像方式。然而，上述三种成像方式受到成像原理的限制，均无法在成像的同时对胞内NPs负载量进行精确的定量分析。因此，理想的研究手段是能够在单细胞水平实现对NPs的长时程、原位、实时监测，并且同时满足对NPs的精确定量分析。
本研究基于之前建立的定量方法“像素比色法”（Small, 2021, 17(2).），将其应用于解析普鲁士蓝纳米粒子（PBNPs）在活细胞内的动态命运。利用PBNPs自身提供的成像对比度，同时结合活细胞成像平台和提出的定量方法，对hUC-MSCs单细胞内摄取的PBNPs进行了60小时的动态追踪和实时定量分析，记录了细胞在有丝分裂期和分裂间期内PBNPs负载量的变化，研究了材料在子代细胞中的分配比例，以及不同因素对胞内材料衰减的贡献比例。对捕获的36次分裂事件进行了分析，其统计结果表明，在一个完整细胞周期内细胞分裂产生的材料衰减占主导地位（92.78 %±1.78 %），而材料在子代细胞分配时具有明显的不对称性（59.19 %±10.09 % vs 33.59 %±10.09 %），此外，溶酶体消化占衰减总量的6.93 %±0.06 %左右，胞吐量仅占0.29 %± 0.06 %。
该论文“Long-term Fate Tracking and Quantitative Analyzing of Nanoparticles in Stem Cells with Bright-field Microscopy”目前已被《Nano Today》接收并在线发表: https://doi.org/10.1016/j.nantod.2022.101506。
研究进展