1. 首頁 > 健康養生 > >

一雙“慧眼”看穿凍卵活性，拉曼光譜的確“靠譜”( 三 )

健康知識養生常識


一雙“慧眼”看穿凍卵活性，拉曼光譜的確“靠譜”
文章圖片
圖3-25℃甘油溶液中冷凍的卵母細胞中脂滴的拉曼光譜圖（圖源：[1]）
注：（a）卵母細胞內明場顯微鏡圖像；（b）有序（青色）和無序（紅色）狀態下脂質的拉曼圖譜；（c）（b）圖拉曼成像中不同代表點處的拉曼光譜 ， 1-有序脂滴區；2-無序脂滴區；3-細胞質 。 （d）C-H鍵拉伸區域對應光譜 ， 1-有序脂質、2-無序脂質、3-細胞質 。
圖4顯示了在-25℃丙二醇溶液中冷凍的卵母細胞內部有序（IOL）和無序（IDL）相狀態的脂質的明場圖像（4a）和拉曼圖（4b和4c） 。 SC的差異與甘油和PG的拉曼光譜不同有關 ， 因為甘油拉伸CH帶的拉曼光譜在2890、2945сm-1處僅包含兩個明顯峰 ， 而PG光譜中在2885、2940、2980сm-1處有三個峰 。 值得注意的是 ， 在第二個實驗中的平均脂質有序度更高 ， 達到0.31 ， 這種差異是違反常識的 ， 因為長時間暴露于低溫有助于相變達到更穩定狀態 ， 因此 ， 第一個實驗應該具有更高的脂質有序度 ， 而這種脂質有序度偏差的原因可能是實驗中卵母細胞的來源不同 ， 或者測量中使用的兩個卵母細胞是在不同時間、不同的貓獲得的 ， 因此可能具有不同的脂質含量；另一個原因可能來自NMF-ALS方法的系統誤差 ， 可以注意到 ， 光譜分量SOL和SDL在圖3和圖4中也有所不同 。
一雙“慧眼”看穿凍卵活性，拉曼光譜的確“靠譜”
文章圖片
圖4在-25℃PG溶液中冷凍的貓卵母細胞中脂滴的拉曼圖（圖源：[1]）
注：（a）冷凍卵母細胞的明場顯微鏡圖像 ， 矩形為用拉曼光譜研究的區域；(b)有序（IOL青色）和無序（IDL ， 紅色）狀態下的脂質拉曼圖；(c)η的空間分布；(d)多變量分析得出的拉伸CH區域中的光譜成分（SOL–有序脂質 ， SDL–無序脂質 ， SC–細胞質）；(e)脂質有序度η分布直方圖 。
3、拉曼光譜用以監測冷凍卵母細胞內脂質相狀態變化
為評估脂質相狀態的變化 ， 研究中定義了脂質有序度：η=IOL/（IDL+IOL) 。 對所有光譜中脂質強度超過最大值的20%（圖5）進行統計 。 圖中脂質有序度分布廣泛 ， 可以使用正態分布來描述 ， 其平均值η=0.18 ， 這種分布的單峰性表明脂質處于有序和無序狀態的區域逐漸分離（圖5a） 。 圖5b所示的η的空間分布證明了從0到0.4不等的具有不同脂質有序度的脂質共存 ， η的中間值可能由于深度分辨率不足以檢測隱藏在某類脂質有序度脂質后的其它有序度脂質 。
一雙“慧眼”看穿凍卵活性，拉曼光譜的確“靠譜”
文章圖片
圖5圖2所示拉曼圖的η直方圖（a）和空間分布（b）（圖源：[1]）
4、“指紋區”拉曼光譜成像揭示脂滴內部不飽和脂質分布
通過測量1000-2000cm-1的“指紋”光譜區域 ， 雖然脂質在該區域的拉曼光譜特征峰比CH拉伸帶的峰強度低了約4倍 ， 但是該指紋區域卻包含了更多物質的拉曼譜帶可以提供其它化學成分的有效信息 。
研究發現 ， 有序相狀態的脂質會分布在LD的邊界上 ， 并形成環狀結構 ， 而無序狀態的脂質主要位于LD的內核中 。 在圖6a（見標記區域）中 ， 可以識別出至少10個具有環狀結構的LD 。 研究以1660cm-1位置處的不飽和脂質中C=C鍵和1745cm-1的C=O鍵比值表示不飽和脂質度的空間分布 ， 由圖6中的可視化結果顯示 ， 其平均IC=C/IC=O比率為6.05 ， 對應于每個烴鏈約1.2個雙鍵（圖6b） 。 拉曼光譜對三個組分的分解并表征有序脂質、無序脂質和細胞質蛋白與冷凍保護劑混合物的貢獻（圖6c） 。 IC=C/IC=O比率從5（每條鏈約1個雙鍵）到6.8（每條鏈約1.35個雙鍵）（圖6d） ， 分析結果與實際預估一致 。