上轉(zhuǎn)換納米材料（UCNPs）對(duì)腫瘤細(xì)胞微環(huán)境較敏感的腫瘤診斷策略

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

本文還用到的一個(gè)材料就是上轉(zhuǎn)換納米材料（UCNPs），UCNPs好處多多啊，但常用的激發(fā)波長(zhǎng)是在980 nm，這個(gè)波長(zhǎng)不可避免的會(huì)引起水對(duì)該波長(zhǎng)的吸收，從而導(dǎo)致過(guò)熱效應(yīng)（。。。這小毛病挑的）。所以本文就用了808 nm激發(fā)。

好了，簡(jiǎn)短的設(shè)計(jì)機(jī)理如下：首先合成摻雜Nd3+的UCNPs，激發(fā)波長(zhǎng)在808 nm處，消除了這個(gè)980 nm的過(guò)熱效應(yīng)。然后在納米粒子外包覆聚丙烯酸(PAA)和聚乙烯亞胺（PEI）用來(lái)增加生物兼容性和促進(jìn)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(xué)性質(zhì)（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(guò)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(guò)半胱氨酸末端的自由巰基和納米粒子表面的短的馬來(lái)酰亞胺基團(tuán)反應(yīng)，使之連接到Ce6-PEI/PAA@UCNPs表面，通過(guò)光譜學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)表征連接的物質(zhì)的含量。

在惡性腫瘤細(xì)胞中，溶酶體半胱氨酸蛋白酶通常是過(guò)量表達(dá)的。當(dāng)細(xì)胞攝入納米粒子后，由于還原性的細(xì)胞環(huán)境，首先會(huì)還原納米粒子表面的受側(cè)鏈保護(hù)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(tuán)，暴露出的1,2-氨基硫醇基團(tuán)很容易與CBT的-CN反應(yīng)，從而這個(gè)納米粒子的1,2-氨基硫醇基團(tuán)與另一個(gè)納米粒子的CBT上的-CN發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使上轉(zhuǎn)換納米粒子在腫瘤細(xì)胞內(nèi)發(fā)生聚集。聚集導(dǎo)致了上轉(zhuǎn)換發(fā)光總體的增強(qiáng)，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(yīng)，合成時(shí)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(guò)氧化氫酶上轉(zhuǎn)換納米粒子

透明質(zhì)酸修飾上轉(zhuǎn)換納米顆粒

海藻酸鈉修飾上轉(zhuǎn)換納米顆粒

脂多糖修飾上轉(zhuǎn)換納米發(fā)光顆粒

Ficoll聚蔗糖修飾上轉(zhuǎn)換納米顆粒

甘露糖修飾水溶上轉(zhuǎn)換納米顆粒

半乳糖包覆脂溶上轉(zhuǎn)換納米顆粒

Casein酪蛋白修飾上轉(zhuǎn)換納米顆粒

聚組氨酸修飾上轉(zhuǎn)換納米顆粒

活性大分子修飾稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光顆粒

大分子蛋白偶聯(lián)上轉(zhuǎn)換納米顆粒

抗原偶聯(lián)UCNPs上轉(zhuǎn)換納米顆粒

抗體偶聯(lián)UCNPs上轉(zhuǎn)換納米顆粒

活性蛋白/小分子偶聯(lián)上轉(zhuǎn)換納米顆粒

活性生物分子偶聯(lián)上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米顆粒

PAMAM修飾水溶性上轉(zhuǎn)換納米顆粒

上轉(zhuǎn)換氟化鑭納米顆粒

官能團(tuán)修飾水溶性上轉(zhuǎn)換納米顆粒

Protein G修飾上轉(zhuǎn)換納米顆粒

生物標(biāo)記/共價(jià)鍵偶聯(lián)上轉(zhuǎn)換納米顆粒

miRNA偶聯(lián)上轉(zhuǎn)換納米顆粒

二氧化錳納米片修飾的上轉(zhuǎn)換納米顆粒

Biotin修飾上轉(zhuǎn)換納米粒子

PEI修飾紅色上轉(zhuǎn)換納米顆粒