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[材料资讯] 朱志教授在活细胞线粒体活性氧物种原位监测研究进展

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发表于 2022-5-11 09:25:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
我院朱志教授在活细胞线粒体ROS原位动态监测方面取得新进展,相关成果以“Direct and Simultaneous Identification of Multiple Mitochondrial Reactive Oxygen Species in Living Cells Using a SERS Borrowing Strategy”为题近日发表于Angew. Chem. Int. Ed.(DOI: 10.1002/anie.202203511)。
        活性氧物(ROS)是一类具有强反应活性的含氧物质(包括•O2–、H2O2、•OH和1O2等)。细胞线粒体中ROS的过度产生或紊乱会破坏细胞氧化还原平衡,引起细胞氧化应激,影响正常的生理过程,甚至导致多种疾病。为了深入理解多种ROS在生物学过程中扮演的角色和发挥的作用,需要发展能够同时检测并准确区分多种ROS的方法。但是,目前活细胞水平检测ROS的方法,包括荧光法、电化学法和拉曼光谱法等,都难以满足上述要求。因此,发展能够同时检测和区分活细胞中多种不同ROS并原位监测ROS动态变化的方法是一项重大的挑战,也是亟待解决的重要问题。

活性氧物

活性氧物
        针对这一难题,本研究提出了一种基于SERS借力策略的Au@Pt核壳结构纳米探针。壳层金属Pt能够吸附多种ROS,并借助具有极高SERS活性的内核Au纳米粒子的电磁场长程效应,提升壳层金属SERS的增强性能。Au@Pt纳米探针可以直接获取多种不同ROS的拉曼指纹图谱,实现多种不同ROS的同时检测和准确区分。通过提取线粒体,验证Au@Pt纳米探针通过不同ROS(即•OOH,H2O2, •OH)的拉曼指纹图谱,检测线粒体呼吸产生的ROS的能力。由于这三种ROS中都含有H元素,因此在重水替代实验中,这些ROS的拉曼振动峰都向低波数发生了移动。密度泛函理论计算也进一步证实了Au@Pt纳米探针同时检测和区分不同ROS的能力。当Au@Pt表面修饰TPP分子后,Au@Pt-TPP纳米探针能够靶向细胞线粒体,并且原位监测受到不同药物刺激下单个活细胞内线粒体中不同ROS的动态变化。
       我院博士后林世超和2019级博士生泽花姐为论文共同第一作者,李剑锋教授对材料的合成和表征给予了重要的支持和帮助。研究工作得到了国家重点研发计划(2021YFA0909400)、国家自然科学基金(21974113、21775128、21735004)、厦门大学校长基金(20720210001)和博士后科学基金(2021M691869)等项目的资助。
        论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202203511


        文章来源:厦门大学
        朱志,厦门大学化学化工学院特聘教授。朱志教授系厦门大学化学化工学院2011年引进的海外人才,长期从事分析化学和化学生物学的研究工作,在DNA分子工程、生物分析、生物医疗和即时检测等研究方面有着丰富的研究经验,取得了一系列创新性的研究成果,在Acc. Chem. Res.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Lab Chip、Anal Chem、Chem Commun等国际高水平期刊上发表论文百余篇,具有一定的国际影响力。她于2014年获得国家优秀青年科学基金的资助,荣获2016年度中国化学会青年化学奖。


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