有机染料修饰上转换纳米复合探针:近红外激发比率成像细胞中HClO浓度

Small次氯酸(HClO)作为免疫刺激下产生的一种活性氧自由基(ROS),能够有效抵抗微生物入侵,是生物体内一道天然的保护屏障。在生物体内,HClO主要在活性中性粒细胞中由髓过氧化物酶(MPO)调节过氧化物和氯离子定向合成。然而,由MPO产生的HOCl长时间的氧化应激会造成生物体蛋白质、脂类和核酸的氧化损伤;以及一些常见疾病相关,如神经元恶化、心血管疾病、关节炎和肾脏疾病等。此外,特定浓度HOCl在日常生活中常用作食物表面和生活供水的消毒。这些和生物体息息相关的事件促使化学家们发展具有特定选择性的探针检测水样和生物体中的HOCl。

来自新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院的张其春(Qichun Zhang) 教授和他的同事,利用氨基硫脲桥连的罗丹明闭环染料和NaYF4@Yb, Er, Tm的上转换纳米粒子,调节980 nm激发下,绿色上转换荧光通道(541 nm) 和近红外上转换荧光通道(800 nm)的比率值,开发出用于水相和生物体内检测HClO的上转换荧光探针。此外,利用上转换激光共聚焦显微镜,该复合纳米探针可实现细胞内过氧化氢和髓过氧化物酶 myeloperoxidase (MPO) 定向合成HOCl事件的高灵敏度监测。尽管已经有很多基于HOCl的有机荧光探针,该工作基于有机染料调节上转换发射荧光提出了一个能够有效避免在HOCl检测中,避免荧光团自身发射荧光干扰的方法。由于采用长波段近红外激发,上转换比率成像时具有更为深入组织穿透性并且有效避免有机探针在紫外和可见光波段的自身淬灭作用,促使该类探针成为下一代生物体内HOCl示踪功能的化学研究工具。