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手性CuxOS@ZIF-8纳米探针用于超灵敏定量检测体内硫化氢（H2S）
发布时间：2020-09-02     作者：harry   分享到：
众所周知，硫化氢（H2S）是生命有机体中的重要气体传输剂，在调节细胞生长、抗炎等一系列生物过程中发挥重要作用。研究发现H2S的异常调节与糖尿病、肝硬化等疾病有关。因此，开发在生物系统中准确监测H2S的方法非常重要。目前，已经开发了电化学分析、表面增强拉曼散射等多种方法来检测和跟踪生物系统中的H2S。虽然已经取得了重大进展，但是仍有一些关键问题需要解决，例如灵敏度低、活细胞定量、标本破坏和光毒性。还有一个特殊挑战是，当比复杂生物系统中的H2S浓度更高时，将受到谷胱甘肽（GSH）等化学物质的干扰。因此，开发适用于复杂生物系统、能以高灵敏度和选择性检测H2S的策略异常重要。此外，圆二色性（CD）光谱是一种理想且功能强大的生物检测分析技术，因为其能以高灵敏度进行无损细胞分析。

【成果简介】

基于此，江南大学的徐丽广教授（通讯作者）团队报道了一种CuxOS@ZIF-8纳米结构的探针，利用该探针能量化活细胞中和体内的硫化氢（H2S）水平。利用沸石咪唑盐骨架-8（ZIF-8）作为封装外壳，以改善该探针的选择性。研究发现使用这种独特的纳米结构，可以成功实现活细胞中H2S的超灵敏定量和生物成像。其中，在圆二色光谱（CD）和荧光模式的检测下限分别是每106个细胞中为0.8和5.3 nmol。同时，研究发现将手性CuxOS NPs转化为非手性CuxS NPs有助于实现超灵敏检测。此外，该探针还可以用于检测和追踪荷瘤动物体内的H2S水平。总之，这些发现为建立临床定量追踪和分析检测平台提供了新思路。研究成果以题为“Chiral CuxOS@ZIF-8 Nanostructures for Ultrasensitive Quantifcation of Hydrogen Sulfde In Vivo”发布在国际**期刊Adv. Mater.上。





【图文解读】





图一、CuxOS-Cy3@ZIF-8纳米探针的表征
（A）CuxOS-Cy3的TEM图像；
（B）CuxOS-Cy3@ZIF-8的TEM图像；
（C）CuxOS-Cy3@ZIF-8的EDS映射图像；
（D）CuxOS-Cy3的X射线光电子能谱。




图二、与Na2S反应后，对该纳米探针的表征
（A-B）与Na2S反应前后，CuxOS-Cy3@ZIF-8探针的CD和荧光光谱；
（C-D）添加Na2S后，CuxOS-Cy3的Cu和S X射线光电子能谱。




图三、CuxOS-Cy3@ZIF-8纳米探针基于CD和FL双模式检测H2S
（A）纳米探针对不同的Na2S（H2S的供体）有响应的CD光谱；
（B）Na2S的浓度与相应的ΔCD（ΔCD=CD488-CD560）强度之间的线性关系；
（C）CuxOS-Cy3@ZIF-8与不同的Na2S反应的荧光光谱；
（D）在不同Na2S浓度下，在560 nm荧光峰强度的标准曲线。




图四、该纳米探针基于CD和FL双模式检测活细胞中的H2S
（A）经CuxOS-Cy3@ZIF-8预处理的HeLa细胞，与不同浓度H2S反应的共聚焦图像；
（B）H2S的标准曲线对应于发射荧光比（I560/I450）；
（C）通过不同的H2S处理，再与探针一起预孵育的Hela细胞的ΔCD值（ΔCD=CD488-CD560）；
（D）ΔCD值是H2S浓度的函数。




图五、CuxOS@ZIF-8纳米探针在小鼠体内的应用
（A）PCS-460-010生殖细胞核、MCF-7和HeLa生殖细胞核与测试探针的共凝焦数字图像；
（B）利用CuxOS-Cy3@ZIF-8纳米探针在荷瘤小鼠模型中对内源性H2S成像。

【小结】

综合上面的归结，小说作品定制没事种新的纳米级结构设计，即CuxOS@ZIF-8微米检测器，是可以对H2S开始超精确度和首选性查测。进行CD和荧光光谱分析双讯号，该电极不单单能在身体为准查测H2S，还有还能在活肿瘤细胞和体内的判断H2S。检测没想到证实，当手性CuxOS被生成为非手性CuxOS时，利于实行超敏探测。自始至终，该技巧养家糊口物催化反应、生物工程激光散斑和生命值科学有效的诊断等层面的手性nm结构特征探究发展壮大了新的路径。

文献链接：Chiral CuxOS@ZIF-8 Nanostructures for Ultrasensitive Quantification of Hydrogen Sulfide In Vivo.（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.201906580）