【Angew.Chem.Int.Ed.】利用荧光纳米传感器同时检测和成像pH值和磷酸化|山东师范大学

Assessing the Progression of Early Atherosclerosis Mice Using a Fluorescence Nanosensor for the Simultaneous Detection and Imaging of pH and Phosphorylation

Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.823 ) 

Pub Date : 2022-11-10

DOI: 10.1002/anie.202215178

炎症微环境涉及到pH的变化，蛋白质磷酸化与动脉粥样硬化(AS)的发生发展密切相关。本研究基于MOFs的后修饰构建了双检测荧光纳米传感器PCN-NP-HPZ，通过pH敏感基团哌嗪和MOFs的Zr(IV)节点实现了pH和磷酸化的同时检测和成像。

该传感器用于跟踪动脉粥样硬化斑块形成过程中不同时间阶段血液pH值和磷酸盐水平的变化。血管内皮双光子荧光成像，血液检测结合双光子荧光图像显示，在AS早期，血液和组织pH值低于正常小鼠，而磷酸盐和组织磷酸化水平高于正常小鼠。本研究为早期动脉粥样硬化疾病的评估提供了一种新的分析方法。

方案1。纳米传感器PCN-NP-HPZ的合成及其在动脉粥样硬化荧光检测和双光子荧光成像中的应用

为此，构建了一种基于MOFs的双检测荧光纳米传感器PCN-NP-HPZ，用于同时检测和荧光成像动脉粥样硬化小鼠的pH和磷酸化水平。以PCN-224为框架，通过NP-HPZ分子中的羧基将功能分子插入MOFs中，利用其ph敏感的哌嗪基实现H+的特异性检测。磷酸基的检测是通过配合MOFs的Zr (IV)金属节点实现的，采用腹腔注射VD3联合高脂喂养建立早期AS模型。然后测量不同阶段模型小鼠的血pH值和血磷酸盐。同时，根据血液检测数据，利用该传感器进行双光子荧光成像，监测早期AS小鼠的pH水平和磷酸化水平。

为了进一步验证该传感器的性能，还成功地将该传感器应用于其他炎症性疾病的血液检测和成像。结果发现，早期AS小鼠的血液pH值低于正常小鼠，磷酸盐水平高于正常小鼠。同时，根据血检结果，对大鼠模型第3周的pH值和磷酸化进行双光子荧光成像。数据显示，早期AS小鼠的pH值低于正常小鼠，磷酸化水平高于正常小鼠。所有结果表明，在AS早期，血液和组织中的pH值均低于正常小鼠，而磷酸盐和磷酸化水平均高于正常小鼠。本研究为评估早期AS小鼠的进展提供了一种新的分析方法，利用荧光纳米传感器同时检测和成像pH和磷。

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