碳點(diǎn)新突破：清除ROS，生物成像
紅光碳點(diǎn)
本研究的主題是紅光碳點(diǎn)（CDs），它是一種具有超氧化物歧化酶模擬酶活性（SOD）的納米材料，可以用于生物成像和改善急性肺損傷（ALI）。
本研究的創(chuàng)新點(diǎn)是利用碳點(diǎn)的高光致發(fā)光性和高SOD活性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)肺部氧化應(yīng)激的可視化檢測(cè)和有效清除。碳點(diǎn)的紅光發(fā)射峰位于683 nm處，具有較高的組織穿透性和低背景信號(hào)。碳點(diǎn)的SOD活性高達(dá)4000 U/mg，遠(yuǎn)高于天然SOD酶。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，碳點(diǎn)可以通過靜脈注射進(jìn)入肺部，并在肺部產(chǎn)生強(qiáng)烈的紅光信號(hào)，顯示出良好的生物成像能力。碳點(diǎn)還可以有效地清除肺部過量的活性氧物種（ROS），降低促炎因子水平，保護(hù)活細(xì)胞免受損傷，從而改善ALI的病理狀況。
本研究提供了一種新型的紅光碳點(diǎn)納米材料，為生物成像和抗氧化治療提供了一種新的策略，并且具有制備簡(jiǎn)單、成本低廉、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。
甘露糖修飾的p-CDs(mp-CDs)
Pink carbon dots(p-CDs)是一種具有熒光性質(zhì)的碳納米材料，它們可以用于生物成像、傳感、催化等領(lǐng)域。p-CDs的量子產(chǎn)率是指它們發(fā)射熒光光子的比例，一般越高越好。p-CDs的量子產(chǎn)率為46%，這意味著它們有很高的熒光強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
為了提高p-CDs在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值，研究人員利用甘露糖修飾了p-CDs的表面，得到了甘露糖修飾的p-CDs(mp-CDs)。mp-CDs可以選擇性地靶向腫瘤細(xì)胞，因?yàn)槟[瘤細(xì)胞表面有過表達(dá)的甘露糖受體。mp-CDs通過內(nèi)吞作用進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)部，在紫外光下發(fā)出明亮的粉紅色熒光，從而可以用裸眼辨別肝癌細(xì)胞。
mp-CDs不僅可以用于肝癌細(xì)胞的成像，還可以用于肝癌細(xì)胞的治療。mp-CDs表面的羥基脲官能團(tuán)可以與甘露糖形成配位鍵，從而增強(qiáng)mp-CDs與腫瘤細(xì)胞的結(jié)合力。當(dāng)mp-CDs暴露在近紅外光下時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生高溫和活性氧，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。這種利用mp-CDs實(shí)現(xiàn)肝癌細(xì)胞的靶向成像和治療的方法被稱為“熒光診斷/光動(dòng)力治療”
Full-color CDs
Full-color CDs是一種具有全彩色熒光發(fā)射的碳量子點(diǎn)，它們由多種功能化的碳納米材料組成。Full-color CDs具有親脂性和表面發(fā)光的特點(diǎn)，這使得它們可以靶向細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存中性脂質(zhì)的細(xì)胞器——脂滴（LDs）。脂滴在維持細(xì)胞和機(jī)體的能量代謝平衡中起著重要作用，其內(nèi)部脂質(zhì)成分的變化與許多代謝性疾病相關(guān)。Full-color CDs可以通過對(duì)熒光信號(hào)高度敏感響應(yīng)內(nèi)部脂質(zhì)成分中的細(xì)微差別，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)脂滴內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的可視化和定量分析。這種利用Full-color CDs實(shí)現(xiàn)脂滴成像和檢測(cè)的方法為研究脂滴與代謝相關(guān)的生物學(xué)問題提供了新的工具和策略。
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