文献引用

文献解读 | 一种新型纳米探针用于机体炎症定量光声诊断及精准治疗

Source: Elabscience^®Published: 2020-10-19

福州大学宋继彬教授和杨黄浩教授课题组最新研究成果：开发设计银包覆金-钯纳米棒(Au-Pd@Ag)的比率型纳米探针，实现对小鼠及兔子机体炎症部位过氧化氢（H₂O₂）的定量检测及成像，同时响应性释放的Ag⁺起到有效的杀菌及抑制炎症的作用。

基本信息：

题目：Quantitative Photoacoustic Diagnosis and Precise Treatment of Inflammation In Vivo Using Activatable Theranostic Nanoprobe

中文题目：可激活的治疗性纳米探针对机体炎症的定量光声诊断和精准治疗

期刊：Advanced Functional Materials

IF：16.836(2019)

第一作者单位：福州大学

通讯作者单位：福州大学

使用Elabscience产品：

产品货号	应用	检测靶标	种属	测定样本
E-EL-M0044c	ELISA	小鼠白介素6(IL-6)	小鼠	血清
E-EL-M0049c	ELISA	小鼠肿瘤坏死因子α(TNF-α)	小鼠	血清
E-EL-M0726c	ELISA	小鼠白介素12(IL-12)	小鼠	血清

研究背景：

过量产生的活性氧（例如H₂O₂）是慢性炎性疾病以及细菌感染引起的炎症的病理基础。 因此，原位H₂O₂水平是炎症反应的可靠生物标志物，实时测量其水平可以监测疾病进展并改善炎症相关疾病的治疗效果。然而，当前用于炎症诊断的策略主要是通过常规的血液检查，其在诊断炎症状态方面受到限制并且不能提供全面的定量信息。

近年来，光声成像（photoacoustic imaging, PAI）因其非侵入式成像及其基于光学激发和声学检测原理从理论上规避光散射影响的优势，受到广大科研学者和医学工作者的重视。然而，传统的光声探针的成像窗口大多位于近红外一区(NIR-Ⅰ，650-900 nm)，NIR-Ⅰ窗口成像的组织穿透较浅且存在背景吸收干扰；而近红外二区(NIR-Ⅱ，900-2000 nm)的光可以解决这一问题，其由于较少被皮肤组织吸收和散射，不仅穿透深度显著增加，而且背景信号较低，光声成像的信噪比得到了显著地提升。此外，传统的光声纳米探针依赖于单一光声强度信号输出，因而容易受到与靶向浓度无关的实验或生理因素等因素的干扰。比率测量通过记录两个或多个由靶标引起的信号波动，从而实现信号强度的自校准；比率型光声纳米探针可以通过引入另一个光声信号实现比率光声信号的读出，从而有效地克服传统光声纳米探针存在的问题，该方法有效地规避了分子探针传统信号输出模式受外界因素干扰大的缺陷，从而极大地提高了分子检测和成像的准确性。

本研究中Au-Pd@Ag纳米探针设计图如下：

成果及创新：

1. 成功开发设计了一种银层包覆金钯纳米棒（Au-Pd@Ag）探针。将该探针用于活体动物模型的光声成像中。在小鼠伤口细菌感染模型、LPS诱导的腹腔炎模型以及兔子膝关节炎模型光声成像实验中，Au-Pd@Ag的银层在炎症部位会被内源性H₂O₂刻蚀，从而导致其在NIR-Ⅰ窗口光声信号值降低，而后内层的金钯纳米棒裸露出来，其在NIR-Ⅱ窗口的光声信号值不断升高；因此， Au-Pd@Ag纳米探针能被炎症区域过表达的内源性H₂O₂特异性响应，在机体炎症部位能精准定量检测H₂O₂含量。

2. Au-Pd@Ag表面的银层被H₂O₂刻蚀后释放Ag+具有杀菌作用，能在一定程度上抑制炎症反应，起到抗炎治疗作用。

3. 这项研究证实了Au-Pd@Ag用于比率型光声定量检测机体炎症部位内源性过氧化氢（H₂O₂）成像的可行性，为炎症相关疾病的诊断与治疗提供了一条新的思路。