一种新的荧光氨基葡萄糖探针可以使使用双光子显微镜鉴定癌细胞更简单、更安全。


通常,早期发现软组织疾病,如乳腺癌,需要进行侵入性活检。


刘斌(Bin Liu)和A*STAR材料研究与工程学院的一个团队开发的一种新的自组装纳米颗粒可能很快会使活检变得多余。


双光子显微镜(TPM)的安全性大大提高,这是因为该团队创建了一种称为树枝状聚合物的材料。


尽管TPM能够在不造成严重光损伤的情况下深入接触细胞组织,但具有挑战性的问题是寻找合适的物质作为发光探针。


被称为“量子点”的特殊细胞结构照明器是硒和镉等元素的纳米级集合。


由于其稳定和明亮,这些是极好的照明器荧光然而,由于其固有的毒性,生物应用受到了限制。


然后,刘女士和她的团队利用共轭有机分子为TPM生产毒性较小的染料。


处理如此微小的有机分子的问题在于,它们通常无法吸收足够数量的激光来开始荧光成像,但该团队合成了一种称为树枝状聚合物的星形材料来解决这个问题。


树枝状聚合物有一个中心三苯胺核和三个由延伸共轭链组成的“臂”。


这种独特的几何结构可以产生更大的横截面,比孤立的荧光染料更好地吸收双光子。


研究人员必须使用一种化学方法来确保星形树状大分子和细胞组织之间的生物相容性。


通过温和的溴-硫醇反应,研究小组将几个氨基葡萄糖糖环连接到树状大分子的臂上。


这种方法降低了染料的细胞毒性,并允许他们用叶酸配体将其功能化,以靶向乳腺癌细胞系MCF-7的表面。


当浸泡在水中时,实验表明树枝状染料自组装成分散的纳米粒子。这种形式产生了高的激光诱导荧光并增加了双光子-吸收,吸收横截面


随后的TPM成像显示,将这些纳米粒子孵育到MCF-7细胞后,癌细胞胞浆内出现明亮的荧光。


树突状染料和MCF-7表面叶酸受体之间发生特异性结合。


证实了这一策略是增加TPM成像使用的一种安全且简单的方法,即在染料浓度下,细胞活率接近100%。


刘女士说:“我们渴望将目前的体外成像技术扩展到体内应用。”。


本·埃文斯发布


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