近日，Dyes and Pigments (IF-5.122)在线发表了沈阳药科大学制药工程学院刘明哲课题组和大连理工大学精细化工国家重点实验室肖义课题组在细胞内过氧化氢成像领域的合作研究成果。文章题目为”Fluorescent probe-encapsulated smart nanohydrogel to enhance sensitivity toward hydrogen peroxide in living cells”。

作为活性氧家族中的主要成员，过氧化氢在调节免疫反应和细胞信号通路中起着重要作用。过氧化氢的过量产生也与许多疾病联系在一起，包括糖尿病、心血管疾病、氧化应激和癌症等。因此，开发高灵敏度和高选择性的过氧化氢探针，实现活细胞内内源性过氧化氢成像，对疾病的预防、诊断、监测和病理学研究具有重要意义。课题组通过融合高分子与小分子荧光探针的功能特点，设计并制备了包载小分子荧光探针的还原敏感纳米水凝胶传感器（图1）。该纳米水凝胶采用的是课题组自行研发的NBACA还原敏感水凝胶，其制备方法简便，内部中性的分子环境不仅适合疏水性小分子荧光探针的包载，而且能避免小分子荧光探针聚集引起的探针功能丧失。该纳米传感器可将大量的硼酸酯型小分子荧光探针送入宫颈癌细胞（HeLa Cell）中，经还原响应释放后促进探针在细胞核外卫星区域的滞留和富集，从而实现内源性过氧化氢的活细胞成像（图2）。

图1. Schematic illustrations for in vivo imaging of H₂O₂ in living cells via nanohydrogels. (A) Construction of the activable functional reduction-sensitive nanohydrogel loaded PR1 fluorescent probes and its application in living cells for H₂O₂ detection. (B) Reaction of PR1 with H₂O₂.

图2. Confocal microscopy images of living HeLa cells. (A, B) Cells were treated with 40 μM PR1 (A) and 0.1 mg/mL PR1@nanogel suspension (B) for 4 h respectively. (C) Cells were treated with 0.1 mg/mL PR1@nanogel suspension for 4h after pretreated with 1 mM NAC for 1 h. (D) Cells were treated with 0.1 mg/mL PR1@nanogel suspension for 4 h after pretreated with 2 μg/mL PMA for 1 h. All images were recorded by use of the same imaging parameters (Ex. 515 nm/Em 540–640 nm). Scale bar: 20 μm.

文章共同第一作者为沈阳药科大学硕士研究生刘俊和大连理工大学博士研究生满惠子，沈阳药科大学制药工程学院刘明哲副教授，大连理工大学精细化工国家重点实验室肖义教授为本文共同通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2022.110938