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上轉(zhuǎn)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(jié)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(jié)合反應(yīng)的復(fù)雜性和細胞微環(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(jié)合的生物正交反應(yīng)。

本文還用到的一個材料就是上轉(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(dǎo)致過熱效應(yīng)（。。。這小毛病挑的）。所以本文就用了808 nm激發(fā)。

好了，簡短的設(shè)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(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(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(yīng)，使之連接到Ce6-PEI/PAA@UCNPs表面，通過光譜學(xué)數(shù)據(jù)來表征連接的物質(zhì)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(cè)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(yīng)，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(yīng)，使上轉(zhuǎn)換納米粒子在腫瘤細胞內(nèi)發(fā)生聚集。聚集導(dǎo)致了上轉(zhuǎn)換發(fā)光總體的增強，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(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

生物標記/共價鍵偶聯(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