Angew. Chem. Int. Ed.: 发色团共轭的上转换纳米颗粒实时监控体内的肝毒性

【背景简介】

药物诱导的肝损伤是现代医疗的一大难题。扑热息痛（APAP）是一种常用的抗痛/抗高烧的药物，但是当APAP过量使用时由于产生活性氮（RNS）而会导致严重的肝毒性。ONOO^-是RNS中的一种，可以作为肝毒性的生物标记物。但是ONOO^-的寿命很短，在体内监控它们很困难。

【成果简介】

最近中国药科大学的Juanjuan Peng、湖南大学的袁林、新加坡国立大学的刘小刚和Young-Tae Chang（共同通讯作者）等人用聚乙烯亚胺覆盖核-壳结构的上转换纳米颗粒的表面，然后再共轭青色素（Cy7）。上转换纳米颗粒能吸收980nm的激光而发出800nm的荧光，当Cy7存在于表面时，它可以吸收800nm的荧光。遇到ONOO^-时，Cy7被分裂成两部分，不能再吸收荧光，这时整个纳米颗粒可以发出荧光，且荧光的强度随ONOO^-的含量的增加而增强。这种纳米颗粒的生物相容性好，在体内稳定，且对其它的活性氧/氮不敏感，可以在体外和体内对RNs进行监控。

[致歉：小编未能找到通讯作者Juanjuan Peng和Young-Tae Chang的确切中文名字，在此表示诚挚的歉意！]

【图文导读】

图1 纳米颗粒的设计及作用机理

（a）纳米颗粒的设计；

（b）Cy7在ONOO-或ClO-作用下分裂的可能机理

（c）在ONOO-不存在（绿线）或存在（红线）时Cy7的紫外/可见吸收光谱，紫线为980nm激光照射下上转换纳米颗粒的发射光谱；

（d）APAP诱导产生肝毒性的机制

图2纳米颗粒的性能表征

（a）纳米颗粒修饰Cy7前和后的800nm荧光信号，插图为修饰前和后的溶液颜色对比；

（b）纳米颗粒修饰Cy7前和后的荧光寿命；

（c）HeLa 细胞在不同浓度的纳米颗粒中培养24h后的存活率；

（d）纳米颗粒的荧光响应与ONOO^-浓度的关系，插图是相应溶液的颜色变化；

（e）800nm荧光强度与ONOO^-浓度的关系曲线；

（f）逐渐添加ONOO^-时染料（Cy7）的吸收光谱，插图是吸收强度与ONOO^-浓度的关系曲线

图3 纳米颗粒用于体内检测肝毒性

（a）纳米颗粒对PBS缓冲液或不同浓度药物（500, 250 mg kg^-1）治疗后的老鼠成像的代表图像，激发波长为980nm，测量的波长为790±40nm；

（b）扣除背底后肝脏区域的荧光强度随时间的变化（注射纳米颗粒后开始计时）

【总结与展望】

作者设计了一种用于快速、灵敏检测ONOO-的探针，该探针的检测极限低至0.08μM，响应时间约为1s。利用该探针作者探测到了动物模型中APAP诱导产生的RNS，这种探针有望用于快速确定新型药物的肝毒性。

文献链接：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组陈昭铭供稿，材料牛编辑整理。

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