火眼金睛——比度计光声分子影像检测活体甲基汞

水污染作为四大污染之一,问题日益严重。重金属是水污染的主要污染源之一,特别是汞(水银)、镉、铅、铬等离子具有显著生物毒性,它们在水体中不能被微生物降解,只能发生形态的转化和分散。例如微生物将无机汞离子(Hg2+)转换为脂溶性的甲基汞(MeHg+),使污染物毒性增加,并经食物链以高浓度累积在鱼体内。脂溶性甲基汞易穿过生物膜并引起生物体大脑和神经系统的损伤,尤其是对孕妇和婴儿危害极大,人类食用这种污染鱼类也会引起甲基汞中毒而致病。据调查,人类每年向水体排放的工业废水中含有上万吨的汞,大部分最终进人海洋,对人类健康产生的潜在的长期危害相当严重,因此甲基汞被视为危害最大的毒性重金属污染物。目前,对于甲基汞的检测主要包括气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)、耦合特异性探测如原子荧光光谱(AFS)或电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等,但这些方法样品的预处理十分繁琐,且不能检测活体样本。

AM-huangpeng

中国药科大学顾月清教授课题组、深圳大学医学部生物医学工程学院黄鹏教授课题组和美国国立卫生研究院(NIH)的陈小元教授课题组合作,在活体重金属离子检测领域取得重要进展,第一作者为中国药科大学刘熠副教授和深圳大学王生博士。该合作团队发展了一种比度光声(PA)成像检测活体甲基汞的方法,利用脂质体(LP)和MeHg+特异性响应花青染料(hCy7)通过自组装形成水溶性纳米探针(LP-hCy7)。当存在MeHg+时,LP-hCy7将通过环化反应形成LP-hCy7’导致位于690 nm处的PA信号(PA690)降低,而位于860 nm处的PA信号(PA860)显著增强。通过PA信号比(PA860/PA690)来检测活体生物样品中MeHg+的含量。该比度光声成像检测活体甲基汞方法具有特异性好、灵敏度高和实时可视化的优点,在生物活体重金属离子检测领域,犹如火眼金睛,具有广泛的应用前景。相关论文发表在Advanced Materials (DOI:10.1002/adma.201606129)上。

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