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          手性CuxOS@ZIF-8納米探針用于超靈敏定量檢測(cè)體內(nèi)硫化氫（H2S）
          
						
          
							發(fā)布時(shí)間：2020-09-02     作者：harry   分享到：
							
          
								
          
								
							
          
						
          
						
          
						
          眾所周知，硫化氫（H2S）是生命有機(jī)體中的重要?dú)怏w傳輸劑，在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、抗炎等一系列生物過(guò)程中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)H2S的異常調(diào)節(jié)與糖尿病、肝硬化等疾病有關(guān)。因此，開(kāi)發(fā)在生物系統(tǒng)中準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)H2S的方法非常重要。目前，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了電化學(xué)分析、表面增強(qiáng)拉曼散射等多種方法來(lái)檢測(cè)和跟蹤生物系統(tǒng)中的H2S。雖然已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但是仍有一些關(guān)鍵問(wèn)題需要解決，例如靈敏度低、活細(xì)胞定量、標(biāo)本破壞和光毒性。還有一個(gè)特殊挑戰(zhàn)是，當(dāng)比復(fù)雜生物系統(tǒng)中的H2S濃度更高時(shí)，將受到谷胱甘肽（GSH）等化學(xué)物質(zhì)的干擾。因此，開(kāi)發(fā)適用于復(fù)雜生物系統(tǒng)、能以高靈敏度和選擇性檢測(cè)H2S的策略異常重要。此外，圓二色性（CD）光譜是一種理想且功能強(qiáng)大的生物檢測(cè)分析技術(shù)，因?yàn)槠淠芤愿哽`敏度進(jìn)行無(wú)損細(xì)胞分析。

          【成果簡(jiǎn)介】

          基于此，江南大學(xué)的徐麗廣教授（通訊作者）團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種CuxOS@ZIF-8納米結(jié)構(gòu)的探針，利用該探針能量化活細(xì)胞中和體內(nèi)的硫化氫（H2S）水平。利用沸石咪唑鹽骨架-8（ZIF-8）作為封裝外殼，以改善該探針的選擇性。研究發(fā)現(xiàn)使用這種獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)，可以成功實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞中H2S的超靈敏定量和生物成像。其中，在圓二色光譜（CD）和熒光模式的檢測(cè)下限分別是每106個(gè)細(xì)胞中為0.8和5.3 nmol。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)將手性CuxOS NPs轉(zhuǎn)化為非手性CuxS NPs有助于實(shí)現(xiàn)超靈敏檢測(cè)。此外，該探針還可以用于檢測(cè)和追蹤荷瘤動(dòng)物體內(nèi)的H2S水平�？傊@些發(fā)現(xiàn)為建立臨床定量追蹤和分析檢測(cè)平臺(tái)提供了新思路。研究成果以題為“Chiral CuxOS@ZIF-8 Nanostructures for Ultrasensitive Quantifcation of Hydrogen Sulfde In Vivo”發(fā)布在國(guó)際**期刊Adv. Mater.上。





          【圖文解讀】





          圖一、CuxOS-Cy3@ZIF-8納米探針的表征
          （A）CuxOS-Cy3的TEM圖像；
          （B）CuxOS-Cy3@ZIF-8的TEM圖像；
          （C）CuxOS-Cy3@ZIF-8的EDS映射圖像；
          （D）CuxOS-Cy3的X射線光電子能譜。




          圖二、與Na2S反應(yīng)后，對(duì)該納米探針的表征
          （A-B）與Na2S反應(yīng)前后，CuxOS-Cy3@ZIF-8探針的CD和熒光光譜；
          （C-D）添加Na2S后，CuxOS-Cy3的Cu和S X射線光電子能譜。




          圖三、CuxOS-Cy3@ZIF-8納米探針基于CD和FL雙模式檢測(cè)H2S
          （A）納米探針對(duì)不同的Na2S（H2S的供體）有響應(yīng)的CD光譜；
          （B）Na2S的濃度與相應(yīng)的ΔCD（ΔCD=CD488-CD560）強(qiáng)度之間的線性關(guān)系；
          （C）CuxOS-Cy3@ZIF-8與不同的Na2S反應(yīng)的熒光光譜；
          （D）在不同Na2S濃度下，在560 nm熒光峰強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。




          圖四、該納米探針基于CD和FL雙模式檢測(cè)活細(xì)胞中的H2S
          （A）經(jīng)CuxOS-Cy3@ZIF-8預(yù)處理的HeLa細(xì)胞，與不同濃度H2S反應(yīng)的共聚焦圖像；
          （B）H2S的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)應(yīng)于發(fā)射熒光比（I560/I450）；
          （C）通過(guò)不同的H2S處理，再與探針一起預(yù)孵育的Hela細(xì)胞的ΔCD值（ΔCD=CD488-CD560）；
          （D）ΔCD值是H2S濃度的函數(shù)。




          圖五、CuxOS@ZIF-8納米探針在小鼠體內(nèi)的應(yīng)用
          （A）PCS-460-010細(xì)胞、MCF-7和HeLa細(xì)胞與探針的共聚焦圖像；
          （B）利用CuxOS-Cy3@ZIF-8納米探針在荷瘤小鼠模型中對(duì)內(nèi)源性H2S成像。

          【小結(jié)】

          綜上所述，作者設(shè)計(jì)了一種新的納米結(jié)構(gòu)，即CuxOS@ZIF-8納米探針，可以對(duì)H2S進(jìn)行超靈敏和選擇性檢測(cè)。利用CD和熒光光譜雙信號(hào)，該探針不僅能在體外準(zhǔn)確檢測(cè)H2S，而且還能在活細(xì)胞和體內(nèi)檢測(cè)H2S。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)手性CuxOS被轉(zhuǎn)化為非手性CuxOS時(shí)，有助于實(shí)現(xiàn)超敏檢測(cè)�？傊�，該方法為生物催化、生物成像和生命科學(xué)診斷等領(lǐng)域的手性納米結(jié)構(gòu)研究開(kāi)辟了新的途徑。
          文獻(xiàn)鏈接：Chiral CuxOS@ZIF-8 Nanostructures for Ultrasensitive Quantification of Hydrogen Sulfide In Vivo.（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.201906580）

          
						
          
						
          
							
							
						
          
					
          
				
          
			
          
		
          
	
          

    







          
		
          
			
			
			
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