微纳系统研究中心课题组在《Sensors and Actuators B: Chemical》期刊发表题为“Application of Carbon Dots in Nucleolus Imaging to Distinguish Cancerous Cells from Normal Cells”的研究论文。核仁是细胞内部重要的亚核结构。核仁功能的破坏可诱导一系列疾病。监测核仁的大小、形状和数目对于研究生物学行为、功能以及更好地了解与核仁有关的疾病的早期诊断具有重要意义。因而在该工作中，研究人员制备了绿色发光碳点（m-CDs），实现了细胞中的核仁数量和形态信息的可视化，从而将癌细胞与正常细胞区分开，并且成功检测了细胞凋亡期间的核仁动力学。
图1. 统计不同细胞类型中核仁的平均数目和形态
在该工作中，研究人员利用核仁靶向的碳点清楚地展示了不同类型细胞中核仁的数目。在大多数癌细胞中，核仁数大于3，而在正常细胞中，核仁数小于2。此外，在癌细胞中发现大多数核仁形状不规则且无特征，而在正常细胞中则更为圆润。m-CDs探针可以用作荧光探针来筛选癌细胞，并具有在细胞水平上进行早期癌症诊断的潜力。
图2. m-CDs对SMMC-7721细胞中的核仁进行长期成像
m-CDs可实现核仁状态的实时可视化。在DOX处理6小时后，核仁开始收缩并变小。DOX处理12小时后，核仁变得模糊和分散。24小时后核仁消失，细胞形态皱缩。m-CDs具有作为核仁探针的巨大潜力，在癌细胞筛选和治疗效果评估中具有广阔的应用前景。
课题组博士生张博叶为本工作第一作者，桑胜波教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、山西省青年基金和山西省高等学校科技创新计划的大力支持。
