Angew. Chem. Int. Ed.: 發色團共軛的上轉換納米顆粒實時監控體內的肝毒性

【背景簡介】

藥物誘導的肝損傷是現代醫療的一大難題。撲熱息痛（APAP）是一種常用的抗痛/抗高燒的藥物，但是當APAP過量使用時由于產生活性氮（RNS）而會導致嚴重的肝毒性。ONOO^-是RNS中的一種，可以作為肝毒性的生物標記物。但是ONOO^-的壽命很短，在體內監控它們很困難。

【成果簡介】

最近中國藥科大學的Juanjuan Peng、湖南大學的袁林、新加坡國立大學的劉小剛和Young-Tae Chang（共同通訊作者）等人用聚乙烯亞胺覆蓋核-殼結構的上轉換納米顆粒的表面，然后再共軛青色素（Cy7）。上轉換納米顆粒能吸收980nm的激光而發出800nm的熒光，當Cy7存在于表面時，它可以吸收800nm的熒光。遇到ONOO^-時，Cy7被分裂成兩部分，不能再吸收熒光，這時整個納米顆粒可以發出熒光，且熒光的強度隨ONOO^-的含量的增加而增強。這種納米顆粒的生物相容性好，在體內穩定，且對其它的活性氧/氮不敏感，可以在體外和體內對RNs進行監控。

[致歉：小編未能找到通訊作者Juanjuan Peng和Young-Tae Chang的確切中文名字，在此表示誠摯的歉意！]

【圖文導讀】

圖1 納米顆粒的設計及作用機理

（a）納米顆粒的設計；

（b）Cy7在ONOO-或ClO-作用下分裂的可能機理

（c）在ONOO-不存在（綠線）或存在（紅線）時Cy7的紫外/可見吸收光譜，紫線為980nm激光照射下上轉換納米顆粒的發射光譜；

（d）APAP誘導產生肝毒性的機制

圖2納米顆粒的性能表征

（a）納米顆粒修飾Cy7前和后的800nm熒光信號，插圖為修飾前和后的溶液顏色對比；

（b）納米顆粒修飾Cy7前和后的熒光壽命；

（c）HeLa 細胞在不同濃度的納米顆粒中培養24h后的存活率；

（d）納米顆粒的熒光響應與ONOO^-濃度的關系，插圖是相應溶液的顏色變化；

（e）800nm熒光強度與ONOO^-濃度的關系曲線；

（f）逐漸添加ONOO^-時染料（Cy7）的吸收光譜，插圖是吸收強度與ONOO^-濃度的關系曲線

圖3 納米顆粒用于體內檢測肝毒性

（a）納米顆粒對PBS緩沖液或不同濃度藥物（500, 250 mg kg^-1）治療后的老鼠成像的代表圖像，激發波長為980nm，測量的波長為790±40nm；

（b）扣除背底后肝臟區域的熒光強度隨時間的變化（注射納米顆粒后開始計時）

【總結與展望】

作者設計了一種用于快速、靈敏檢測ONOO-的探針，該探針的檢測極限低至0.08μM，響應時間約為1s。利用該探針作者探測到了動物模型中APAP誘導產生的RNS，這種探針有望用于快速確定新型藥物的肝毒性。

文獻鏈接：Real-Time In?Vivo Hepatotoxicity Monitoring Through Chromophore-Conjugated Photon-Upconverting Nanoprobes（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI:10.1002/anie.201612020）

本文由材料人生物材料組陳昭銘供稿，材料牛編輯整理。

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