生物活性NIR-II黄金集群用于三维成像和急性炎症抑制
Huizhen Ma1,2, Xiaoning Zhang1, Ling Liu1
1Tianjin Key Laboratory of Brain Science and Neural Engineering, Academy of Medical Engineering and Translational Medicine, Tianjin University, Tianjin 300072, China.
Science advances
|August 2, 2023
概括
用铜原子进行原子工程的黄金集群表现出强烈的近红外II光和增强的酶模拟活动. 这些新的集群可以监测和治疗西斯普拉丁诱导的损伤.
科学领域:
- 纳米材料科学 科学 纳米材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 由于电子利用冲突,近红外II (NIR-II) 光体经常难以实现强的光和高的催化活性.
- 这种限制阻碍了它们在生物成像和治疗中的潜在应用.
研究的目的:
- 开发具有增强的NIR-II光和强大的酶模拟活动的原子精确金.
- 调查原子工程,特别是用铜进行兴奋剂对黄金集群属性的影响.
- 评估这些工程集群在监测和治疗西斯胺诱导的损伤方面的潜力.
主要方法:
- 合成原子精确的金 (Au22) 并用单个铜原子 (Au21Cu1) 进行它们的修饰.
- 在NIR-II窗口 (950-1300nm) 中光特性的表征.
- 评估酶模拟性活动,包括抗氧化剂,类似甲酶和超氧化物脱酶的功能.
- 用NIR-II光片显微镜评估干净度和体内监测西斯普拉丁诱导的损伤.
- 评估治疗对氧化应激和炎症的治疗效应,在接受西斯丁治疗的小鼠模型中.
主要成果:
- 与Au22集群相比,Au21Cu1集群表现出强烈的NIR-II光,损失微不足道.
- 用单个Cu原子进行兴奋剂显著增强了酶模仿活性:抗氧化剂18倍高,类似触酶的活性90倍高,类似超氧化物失调酶的活性3倍高.
- 铜兴奋剂减少了集群的带隙,促进了高催化活性.
- 集群是可以通过脏清除的,并且在20-120分钟的窗口内有效监测西斯普拉丁诱导的损伤.
- 在体内研究表明,集群抑制氧化应激和炎症在西斯丁治疗小鼠,特别是在脏和大脑.
结论:
- 通过原子工程设计的Au21Cu1集群克服了NIR-II光体中光和催化活性之间的权衡.
- 这些集群显示出作为监测和治疗损伤的治疗药物具有重大潜力.
- 这些发现为设计用于生物医学应用的多功能纳米材料开辟了新的途径.
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