活细胞线粒体活性氧物种原位监测研究进展

发布日期:2022-05-10     浏览次数:次   

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)。

活性氧物种(ROS)是一类具有强反应活性的含氧物质(包括O2H2O2OH1O2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。

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OOHH2O2, 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。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(219741132177512821735004)、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

 

上一条:铜修饰提升钯催化性能的三重效应 下一条:“双缘去对称化”柱[6]芳烃

Baidu
sogou