[發明專利]基于上轉換熒光探針同時檢測細胞內次氯酸根離子和鋅離子的方法

有效

• 申請號: 202010121122.1
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN113310955B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 陳學元;盧珊;柯建熙;李幸俊;李卓
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;C09K11/06
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 聶稻波;謝怡婷

本發明屬于納米生物材料技術領域，尤其是涉及一種基于上轉換熒光探針同時檢測細胞內次氯酸根離子和鋅離子的方法。該方法通過近紅外雙激光共聚焦顯微鏡系統，利用染料敏化/猝滅上轉換熒光探針，可以實現對細胞內物質多重定量檢測。與傳統的熒光探針檢測方法相比，本發明所述的方法可以利用染料敏化/猝滅上轉換納米顆粒的兩個能量傳遞過程對細胞內的次氯酸和鋅離子實現同時精準檢測，并提供雙激發雙發射比率探針模型，作為設置參比，減少因為細胞內復雜環境、探針分布、儀器設備引起的檢測偏差，為同時檢測細胞內多種物質提供新思路。

技術領域

本發明屬于納米生物材料技術領域，尤其是涉及一種基于雙激發雙發射上轉換熒光探針同時檢測細胞內次氯酸根離子和鋅離子的方法。

背景技術

細胞內多重檢測分析可以同時定性或定量監測細胞內多種離子、化學分子、蛋白、核酸等組分的濃度變化，在生物醫藥及生化領域受到越來越多的關注。同時多重檢測細胞內的化學物質更能深入地了解細胞功能并揭示疾病發展中的生化過程。與傳統的單一分析物相比，多重檢測的分析速度更快，試劑消耗量更低，需要的勞動力更少，從而大大提高效率，減少檢測成本。為了實現多重檢測，熒光探針必須具備多種響應信號以同步監測細胞內的不同物質，并以比率型信號輸出，避免外界因素的干擾。

多能級的鑭系元素摻雜上轉換納米顆粒(UCNP)可以被近紅外激發，具有發射峰窄，組織穿透深，無自發熒光背景和低毒性等優點，已成功應用于生物檢測和生物成像等醫學領域。近十年來，以UCNP作為能量供體，具有識別能力的小分子探針(染料)作為能量受體，利用染料猝滅上轉換發光的過程，對活細胞和組織中單一的生物物質進行檢測，已經有許多相關的文獻報道。但是，目前極少有在UCNP上同時負載幾種染料，對細胞內物質實現多重檢測。構筑這種體系難度和不足在于：1、選擇的幾種可見光染料吸收/發射峰寬，容易互相干擾；2、需要增加近紅外發射作為參比，對細胞顯微成像儀器要求高；3、涉及到的光譜范圍較寬，使得探針對生物樣品環境較為敏感，導致檢測結果誤差較大。

細胞中的小分子協調控制細胞，而且在細胞中濃度異常變化可能導致機能失調，增加患病風險。例如，次氯酸根離子(ClO^-)異常表達會引起心血管疾病、癌癥等疾病；鋅離子(Zn²⁺)是大量蛋白質的結構成分和酶活性所必需的基本元素，影響著免疫和神經系統。細胞內活性氧(ROS)和Zn²⁺的過量表達可能相互影響并增加細胞毒性。雖然次氯酸根離子和鋅離子在細胞中的作用已經受到廣泛關注，但是它們對細胞共同作用的研究還很少。

發明內容

為了解決現有技術中上轉換熒光探針無法同時實現精確定量檢測細胞內次氯酸根離子和鋅離子的問題，本發明提供了一種基于雙激發雙發射上轉換熒光探針同時檢測細胞內次氯酸根離子和鋅離子的方法，所述方法是通過雙激發雙發射模式來實現細胞內多重精準檢測次氯酸根離子和鋅離子。

本發明提供如下技術方案：

一種基于上轉換熒光探針同時檢測細胞內次氯酸根離子和鋅離子的方法，所述同時檢測細胞內次氯酸根離子和鋅離子的方法包括：

(i)將上轉換熒光探針與次氯酸根離子和鋅離子在細胞內接觸反應，采用雙激發雙發射的方式，通過監測上轉換熒光探針發光強度的變化來檢測次氯酸根離子和鋅離子的濃度；

所述上轉換熒光探針為雙激發雙發射上轉換熒光探針；所述雙激發雙發射上轉換熒光探針為雙激發雙發射上轉換納米顆粒；

所述方法的待測目標物選自細胞內的次氯酸根離子和鋅離子。

根據本發明，所述雙激發雙發射上轉換納米顆粒為近紅外染料分子dye₁和可見光染料分子dye₂修飾的上轉換納米顆粒；示例性地，所述修飾例如是近紅外染料分子dye₁和可見光染料分子dye₂包覆在上轉換納米顆粒外表面。