[好文章,你推荐!]Preparation and Biofunctionalization of Multicolor Conjugated Polymer Nanoparticles for Imaging and Detection of Tumor Cells

华中科技大学·化学与化工学院苗茂推荐的文章:

DOI: 10.1002/adma.201305206;

URL: onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201305206/pdf

文章题目:Preparation and Biofunctionalization of Multicolor Conjugated Polymer Nanoparticles for Imaging and Detection of Tumor Cells 

  • 背景介绍

我是华中科技大学的博士研究生,我的研究课题是关于合成导电高分子并将其应用于生物检测,我常常在Wiley旗下的高品质期刊Advanced Materials 及Angewandte Chemie 查找相关文献,每次都有不小的收获。此次推荐的这篇文章是通过Web of Science搜索看到的,对于它,真是相见恨晚,该文章所介绍的多色导电高分子给了我很大启发,并成为课题的主要参考文献。

自2000年三位从事导电高分子研究的科学家获得诺贝尔化学奖,导电高分子收到广泛关注。近年,有研究者将导电高分子与生物探针相结合,做了一系列生物检测,在这方面,北京分子科学国家实验室的王树研究员做的相当出色。王树团队于2014年,在Advanced Materials上发表了题为Preparation and Biofunctionalization of Multicolor Conjugated Polymer Nanoparticles for Imaging and Detection of Tumor Cells [1]的文章,合成了多色的导电高分子颗粒应用于肿瘤细胞成像和检测。

  • 文章简介

文章首先介绍了导电高分子纳米粒子(CPNs)与传统发光材料的不同,比如亮度高,光稳定性好,细胞毒性低,吸收重叠区域大以及易于表面改性等。接着,文章指出多路复用成像在细胞领域的重要性,引出所用的荧光共振能量转移(FRET)级联技术,该技术仅在单激发波长下就能调节CPNs发射性质。为实现多色成像,作者合成了四种不同颜色的共轭高分子P1-P4(蓝色,绿色,黄色和红色),通过改变各种分子的数量及比例调节CPNs发射性质。

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示意图1. (a)四种共轭高分子P1-P4的合成路线及结构;(b)(c)作者通过与PSMA(苯乙烯-马来酸酐共聚物)共沉淀的方法将CPNs表面修饰上羧基,进而修饰一级抗原。

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图1. (a)DLS表征P3/PSMA CPNs的平均直径为~35 nm;(b)SEM表征P3/PSMA CPNs;(c)455 nm汞灯(100 w)照射120 s后,P3/PSMA CPNs的荧光强度保持超过85%;(d)MTT法测试P3/PSMA CPNs在有无光(10 mW•cm−2, 30 min)照射下对细胞活性的影响。

P3/PSMA CPNs所具有的良好的光稳定性及低细胞毒性,正是细胞成像材料的理想特性。

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图2. 在360 nm激发光下,以水为介质,P1–4/PSMA CPNs的(a)吸收(b)发射光谱;(c)P1–4/PSMA/anti-EpCAM CPNs标记的MCF-7细胞的多通道荧光图像,激发光波长如图。

P1–4/PSMA CPNs的吸收和发射光谱均能覆盖整个可见光谱。

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图3. 将P3/PSMA CPNs表面修饰上两种抗体anti-EpCAM(SKBR-3和MCF-7表达)和anti-ErbB2(SKBR-3表达),分别标记三种细胞(SKBR-3,MCF-7和HeLa),图示结果与免疫荧光标记结果一致。

这种多抗体机制提高了细胞识别的特异性。

  • 推荐理由

近年来,随着导电高分子在生物检测领域的广泛应用,一些缺陷也相继出现,比如光稳定性差,细胞毒性高等,而该文章很好的克服了这些问题,并做了其他贡献。比如,应用于生物检测的导电高分子发射光谱集中在蓝光波段,而各种生物背景光均为蓝色,导致检测结果的信噪比不高,这样也大大限制了导电高分子材料在生物检测领域的应用。该文章中所用到的多色导电高分子能覆盖整个可见光谱,是文章一大亮点。作者将导电高分子与PSMA共沉淀制作成纳米颗粒CPNs,光稳定性及细胞毒性都有一定改善,且易于表面修饰,使其更适用于生物检测。CPNs应用于细胞识别时,作者在表面修饰多种抗体,以提高识别的特异性。文章所用的CPNs表面修饰抗体方法简单有效,能推广到蛋白,DNA,药物等。对于我的课题也有很大帮助。

纵观整篇文章,语言凝练易懂,值得推荐。