藥物性肝損傷是導(dǎo)致上市藥物撤市和藥物臨床試驗失敗的主要原因之一，檢測藥物性肝損傷是藥物臨床試驗中非常重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的離體血液檢測難以準(zhǔn)確實時地反映藥物導(dǎo)致的肝損傷情況，而熒光檢測法為活體層次檢測藥物肝毒性提供了新的途徑。近日，中國藥科大學(xué)的彭娟娟研究員與湖南大學(xué)的袁林教授、新加坡國立大學(xué)的劉小剛教授和 Young-Tae Chang 教授合作開發(fā)了一種新型上轉(zhuǎn)換熒光探針，可實現(xiàn)藥物性肝氧化損傷的活體實時檢測。
熒光檢測法具有靈敏度高、操作簡便、可原位檢測等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)代生命科學(xué)及疾病診斷等領(lǐng)域不可缺少的研究手段。因此，熒光探針的設(shè)計合成及其應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)前跨學(xué)科的前沿交叉研究領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)熒光探針的激發(fā)光和檢測信號波長通常位于紫外 - 可見光區(qū)，因而用作生物成像探針時會受到生物背景的熒光干擾，且組織穿透深度有限，因此在應(yīng)用于活體檢測和成像時受到嚴(yán)重限制。與傳統(tǒng)的下轉(zhuǎn)換熒光探針相比，稀土上轉(zhuǎn)換熒光納米材料具有高穩(wěn)定性、高信噪比、高組織穿透深度和無背景熒光干擾等特點(diǎn)，因此可以作為一種理想的生物檢測與成像探針。然而，UCNPs 本身并不具有特異識別待檢測物的能力，小分子探針雖然具有識別能力，卻不具備近紅外激發(fā)和反斯托克斯發(fā)射的特性，所以基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移策略將兩者相結(jié)合，構(gòu)建的檢測體系對實現(xiàn)活體層次的檢測與成像具有巨大的優(yōu)勢。
圖 1. 探針構(gòu)建原理示意圖
Young-Tae Chang 教授團(tuán)隊利用稀土上轉(zhuǎn)換納米材料作為探針，開發(fā)了基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理的肝氧化損傷熒光探針（圖 1a）。該探針最大的特點(diǎn)是采用 980 nm 的近紅外光作為激發(fā)光源，利用其在 800 nm 處的上轉(zhuǎn)換熒光作為檢測信號。與傳統(tǒng)的小分子熒光探針相比，該探針具有兩大優(yōu)勢。首先，探針的上轉(zhuǎn)換熒光避免了生物背景熒光的干擾；其次，其激發(fā)光和檢測信號都位于近紅外窗口，具有良好的組織穿透能力，因此可以實現(xiàn)對生物樣本的活體實時檢測。作者將可對過氧亞硝酸根響應(yīng)的花菁染料（圖 1b）作為上轉(zhuǎn)換納米探針的表面配體，利用其位于 600-900 nm 的吸收帶通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移過程淬滅納米探針 800 nm 的上轉(zhuǎn)換熒光（圖 1c）。在感冒藥撲熱息痛使用過量時，肝臟中產(chǎn)生的過氧亞硝酸鹽（圖 1d）會將探針表面的花菁染料漂白（圖 1c），恢復(fù)上轉(zhuǎn)換熒光，以此檢測藥物導(dǎo)致的肝氧化損傷。
圖 2. 探針對撲熱息痛導(dǎo)致肝氧化損傷動物模型的實時檢測
靜脈注射進(jìn)入小鼠體內(nèi)后，納米探針會被肝臟中的免疫細(xì)胞 Kupffer cell 捕獲，且可至少在體內(nèi)穩(wěn)定存在 6 小時以上。當(dāng)撲熱息痛給藥過量時，產(chǎn)生的過氧亞硝酸鹽導(dǎo)致探針的熒光恢復(fù)，可在小鼠的肝臟區(qū)域直接檢測熒光的恢復(fù)程度，從而判斷肝氧化損傷的情況。更重要的是，該探針有望為新藥開發(fā)過程中的肝毒性篩查提供直觀有效的新方法。
返回
微博|
手機(jī)
