通过反向等离子共振能量转移来长期监测单个器官水平的酶活性
Dengyun Lu1,2, He Wang1, Yang Shi1
1Guangdong Provincial Key Laboratory of Nanophotonic Manipulation, Institute of Nanophotonics, College of Physics & Optoelectronic Engineering, Jinan University, Guangzhou 511443, P. R. China.
ACS nano
|September 30, 2025
概括
这项研究引入了一种新的光学技术,使用反向等离子共振能量转移 (rPRET) 纳米天线来实时监测单个有机体内的依赖氧的酶活性,揭示细胞类型之间的代谢差异.
科学领域:
- 细胞生物学 细胞生物学
- 生物化学 生物化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 器官间的沟通对于细胞代谢至关重要.
- 在这些通信过程中,对酶活性进行实时单个器官监测是很困难的.
- 依赖氧的酶在细胞过程中起着关键作用.
研究的目的:
- 开发一种用于实时,长期监测单个有机体水平上依赖氧的酶活性的光学技术.
- 为了研究内体-溶体相互作用和酶活性差异.
- 为了区分癌症与非癌细胞中的酶活性,以及完整与亡细胞中的完整细胞.
主要方法:
- 开发子形金纳米粒子作为光学纳米天线.
- 使用反向等离子体共振能量转移 (rPRET) 进行信号检测.
- 使用纳米天线作为低氧纳米探针来检测 lysosomes 内的氧气信号.
- 几个小时的非侵入性光学监测.
主要成果:
- 在长时间内实时成功跟踪依赖氧的酶活性.
- 在单个溶解体中检测到阿佐雷达酶活性.
- 与非癌细胞相比,在癌细胞中揭示了不同的酶活性概况.
- 完整的细胞和亡细胞之间的酶活性差异化.
结论:
- rPRET纳米天线为研究器官间相互作用期间的酶调节提供了强大的工具.
- 这种方法可以详细检查单细胞和单个有机体水平的细胞代谢.
- 该技术有助于识别与疾病状态和细胞亡相关的代谢变化.


