教育部生物医学光子学中心在读博士生姚翠萍的博士学位论文答辩于2005年11月21日下午4:00在科学馆603会议室举行。姚翠萍博士是中德联合培养博士生,她在张镇西教授,Luebeck大学的Gereon Huettmann博士和Luebeck应用科技大学Steiphan Klein 教授的共同指导下,完成了其博士论文。论文题目为基于激光技术的金纳米微粒辅助转染新方法的研究。 参加论文答辩专家有: 赵文明教授(主席) 西安交通大学生命科学与技术学院,博士生导师 Steiphan Klein教授 Luebeck应用科技大学 Gereon Huettmann研究员 Luebeck大学 蒋大宗教授 西安交通大学生命科学与技术学院,博士生导师 张镇西教授 西安交通大学生命科学与技术学院,博士生导师 答辩秘书: 徐正红老师,讲师 姚翠萍博士用英语对其论文进行了阐述: 微粒辅助激光转染法是一种新型安全的基因转染方法,它是基于吸收性微粒经激光照射后能使细胞膜产生暂时通透性的原理发展起来的。本论文力求建立一套短脉冲激光照射细胞进行基因转染的系统,并在理论模型分析的基础上,通过实验提高系统的转染效率,测试系统对细胞的损伤程度及其安全性,最终形成一套基于微粒辅助激光转染法的技术方案和操作规程。由于激光具有非接触、无污染、无细胞毒性以及可以利用光纤导入体内等优点,该系统对在体基因治疗将具有广泛的前景。此外,这种方法涉及到生物、物理和光学等多学科领域,有利于建立激光与细胞的相互作用模型,对激光用于基因切割,激光治疗各种疑难疾病,比如利用金粒子与特异蛋白结合用于杀死病变基因,以及金粒子在细胞学其它方面的应用具有参考价值。 在研究中,分别采用不同脉宽的三种激光源,对三种细胞系与不同直径、不同种类的胶体金微粒结合体进行照射,以实现细胞膜通透性的提高。首先我们采用10KDa的异硫氰酸荧光葡聚糖小分子作为外源转染物,通过流式细胞仪对碘化丙啶和异硫氰酸荧光葡聚糖吸收量的检测来分析比较细胞膜的通透性以及细胞的死亡率。当小分子转染成功后,又采用20 mg的改进绿色荧光蛋白质粒载体作为外源转染物,同样获得了成功。虽然目前最高转染率只达到1%,但是我们还没有发现其他课题组的相关报道,这就为其他课题组在激光转染方法研究方面提供了一种新思路。此外,在试验的基础上,我们建立了激光作用细胞微粒结合体的模型,根据模型对采用这种方法导致细胞膜通透性提高的可能机理进行了研究。 根据试验得出结论,把激光脉宽调整到吸收颗粒的热驰豫时间可以避免热副作用,并对所选的细胞产生选择性处理;采用短脉冲激光照射通过抗原抗体结合的细胞微粒结合体,能够暂时提高细胞膜的通透性,并且能够实现对改进绿色荧光蛋白质粒载体的细胞转染。试验证明,细胞膜的通透性与细胞的种类、微粒的尺寸、细胞与微粒的数目比例、激光的辐射量、脉宽等参数以及不同的照射方式都有关系。通过对所建立的模型进行理论分析表明,通过这种方法造成细胞膜通透性提高的一个主要作用是热作用,其次是非线性光化学过程、微粒在熔点上的电子辐射、表面张力形成的多光子光化学过程等对细胞膜上的膜蛋白造成损伤形成的。 各位专家最后经过评议,对姚翠萍的博士论文一致予以了充分的肯定,认为其论文写作认真,文字规范,逻辑性强,是一篇优秀的博士论文。答辩思路清晰,回答问题实事求是。达到博士学位论文水平。建议授予姚翠萍工学博士学位。
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