上轉換納米材料（UCNPs）對腫瘤細胞微環(huán)境較敏感的腫瘤診斷策略

在腫瘤細胞的早期診斷中，靶向選擇性是一個巨大的挑戰(zhàn)。一種常用的策略是使用能與細胞受體特異性結合的有機小分子或生物分子，但這可能受到細胞受體的不同表達程度、結合反應的復雜性和細胞微環(huán)境的影響，致使產(chǎn)生非特異性的結合，因此發(fā)展一些不僅僅依靠細胞受體識別的方法是很重要的。可以考慮一些與活體生物分子通過靜電引力或共價作用結合的生物正交反應。

本文還用到的一個材料就是上轉換納米材料（UCNPs），UCNPs好處多多啊，但常用的激發(fā)波長是在980 nm，這個波長不可避免的會引起水對該波長的吸收，從而導致過熱效應（。。。這小毛病挑的）。所以本文就用了808 nm激發(fā)。

好了，簡短的設計機理如下：首先合成摻雜Nd3+的UCNPs，激發(fā)波長在808 nm處，消除了這個980 nm的過熱效應。然后在納米粒子外包覆聚丙烯酸(PAA)和聚乙烯亞胺（PEI）用來增加生物兼容性和促進隨后的表面修飾（PEI/PAA@UCNPs）。TEM顯示粒徑為40±2 nm，光譜數(shù)據(jù)顯示聚合物包覆前后，納米粒子表現(xiàn)出相似的光譜學性質（激發(fā)808 nm，發(fā)射545和655 nm）。為了增加診斷效率，加入了光敏劑chlorin-e6 (Ce6)，可以產(chǎn)生活性氧，通過光熱作用殺死腫瘤；半胱氨酸和2-cyanobenzothiazole (CBT)修飾的縮氨酸Ac-FKC(StBu)AC(SH)-CBT 通過半胱氨酸末端的自由巰基和納米粒子表面的短的馬來酰亞胺基團反應，使之連接到Ce6-PEI/PAA@UCNPs表面，通過光譜學數(shù)據(jù)來表征連接的物質的含量。

在惡性腫瘤細胞中，溶酶體半胱氨酸蛋白酶通常是過量表達的。當細胞攝入納米粒子后，由于還原性的細胞環(huán)境，首先會還原納米粒子表面的受側鏈保護的半胱氨酸的二硫鍵，然后溶酶體半胱氨酸蛋白酶切斷縮氨酸，暴露出半胱氨酸的1,2-氨基硫醇基團，暴露出的1,2-氨基硫醇基團很容易與CBT的-CN反應，從而這個納米粒子的1,2-氨基硫醇基團與另一個納米粒子的CBT上的-CN發(fā)生交聯(lián)反應，使上轉換納米粒子在腫瘤細胞內發(fā)生聚集。聚集導致了上轉換發(fā)光總體的增強，從而診斷腫瘤。（特別需要注意的是，為了防止非特異性的交聯(lián)反應，合成時必須合理控制縮氨酸和納米粒子表面的距離）

杭州新喬生物提供以下：

HRP-UCNP辣根過氧化氫酶上轉換納米粒子

透明質酸修飾上轉換納米顆粒

海藻酸鈉修飾上轉換納米顆粒

脂多糖修飾上轉換納米發(fā)光顆粒

Ficoll聚蔗糖修飾上轉換納米顆粒

甘露糖修飾水溶上轉換納米顆粒

半乳糖包覆脂溶上轉換納米顆粒

Casein酪蛋白修飾上轉換納米顆粒

聚組氨酸修飾上轉換納米顆粒

活性大分子修飾稀土上轉換發(fā)光顆粒

大分子蛋白偶聯(lián)上轉換納米顆粒

抗原偶聯(lián)UCNPs上轉換納米顆粒

抗體偶聯(lián)UCNPs上轉換納米顆粒

活性蛋白/小分子偶聯(lián)上轉換納米顆粒

活性生物分子偶聯(lián)上轉換發(fā)光納米顆粒

PAMAM修飾水溶性上轉換納米顆粒

上轉換氟化鑭納米顆粒

官能團修飾水溶性上轉換納米顆粒

Protein G修飾上轉換納米顆粒

生物標記/共價鍵偶聯(lián)上轉換納米顆粒

miRNA偶聯(lián)上轉換納米顆粒

二氧化錳納米片修飾的上轉換納米顆粒

Biotin修飾上轉換納米粒子

PEI修飾紅色上轉換納米顆粒