利用冷冻电子断层扫描技术探究超声对红细胞膜的影响

• Published in: 分析化学 Vol. 53; no. 1; pp. 74 - 83
• Main Authors: 于洋, 程思航, 赵关芳, 王慧利, 徐海娇, 王宏达
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院长春应用化学研究所,电分析化学国家重点实验室,长春 130022 2025; 中国科学技术大学应用化学与工程学院,合肥 230026
• Subjects: 冷冻电子断层扫描; 超声; Cryo-electron tomography; Red blood cell membrane; Ultrasound; 红细胞膜
• ISSN: 0253-3820
• DOI: 10.19756/j.issn.0253-3820.241338

超声技术在生物医学领域特别是在药物递送和细胞处理方面应用广泛.本研究采用冷冻电子断层扫描技术研究了不同超声功率(40 W至100 W)和持续时间(1 min,5 min,间断超声处理5 min)下的超声处理对人红细胞膜的影响.研究结果表明,当超声功率较低(40 W或60 W)时,超声处理对人红细胞膜的作用效果较弱,连续超声5 min后,细胞膜仍可保持相对完整的形态;当超声功率提高至80W时,细胞膜难以维持结构完整性,磷脂双分子层受到扰动,形成了光滑的脂质体;继续提高超声功率至100 W时,红细胞膜完全失去膜形态,膜蛋白重新排列,镶嵌在脂质体上.此外,短时间超声处理后(100 W,1 min),人红细胞膜结构仍保持相对连续的状态,仅出现少量的断裂现象;长时间连续的超声处理(100 W,5 min)使细胞膜累积了大量超声产生的机械应力和空化效应,细胞膜完全被破坏;而间断超声处理(100 W,超声1 min、停止1 min,累计超声处理5 min)使细胞膜在受到超声作用后可部分恢复,有效减少了超声对膜结构的累积破坏,提高了细胞膜的结构完整性.本研究为深入理解超声诱导的膜和细胞骨架结构改变的机制提供了实验基础.