【《化学发光在生物成像上的应用研究文献综述》2000字】

化学发光在生物成像上的应用研究文献综述1.1鲁米诺化学发光成像已有众多研究报道H2O2过表达是许多疾病的症状，包括癌症[85]，急性炎症和类风湿关节炎[86]等。Rochford等人[87]首次报道了基于CRET原理设计的BODIPY–Luminol化合物。如Figure1.12所示，能量供体Luminol和受体BODIPY通过共价键连接，应用苄基键连接不仅保留了BODIPY和鲁米诺的各自的光谱学性质，而且还减少了共轭效应引起的聚集和π堆积，增加了化合物的溶解度。UV/Vis光谱表明，BODIPY-Luminol的吸收光谱与BODIPY、鲁米诺的各自单独的吸收光谱之和一致，表明鲁米诺和BODIPY基团之间的电子相互作用可忽略不计。同时，目标产物出现两个主要的化学发光发射峰，其中短波长处为鲁米诺本身的化学发光，另一个波长是通过CRET作用对BODIPY进行化学激发的而产生的化学发光发射，其荧光发射与BODIPY自身的化学发光波长相同。计算结果表明，化学发光的64％归因于BODIPY从S1→S0的荧光衰减和剩余部分鲁米诺部分的化学发光。Figure1.12(a)ThemechanismofluminoloxidationchemiluminescenceanditsenergytransfertotheBODIPYframework;(b)theemissionspectraofluminol,BODIPY-COOHandBODIPY-luminol[88]。1.2过氧草酸酯化学发光成像最早使用过氧草酸酯类化学发光纳米粒子进行体内过氧化氢成像检测的来自Lee等人[89]在2007年的工作，作者制备了带有草酸酯键的过氧化物聚合物载体，包裹荧光染料并五苯如Figure1.13所示，当纳米粒子注射进入小鼠体内时，可对小鼠脂多糖诱导的急性炎症模型进行成像，用LPS和过氧草酸盐纳米粒子处理过的小鼠比用盐水和过草酸盐纳米粒子治疗的小鼠的荧光强度值高2倍，表明过草酸盐纳米粒子具有对过氧化物相关的炎症性疾病成像的潜力。但由于上述纳米粒子粒径过大，影响了它们的组织吸收，此外过草酸盐纳米颗粒的疏水表面也将导致它们大部分被巨噬细胞吞噬，限制了它们的体内应用。因此，2009年该课题组[90]又通过PEG-PCL共聚物包裹草酸二苯酯和红荧烯，通过溶剂挥发法制备了颗粒均匀的纳米胶束CPMs，其直径只有50nm，通过化学发光成像对过氧化氢成像用于成像可以检测到纳摩尔浓度的过氧化氢。Figure1.13(a)Preparationofperoxyoxalatenanoparticlesandtheprincipleoftheiruseininvivohydrogenperoxideimaging[89].(b)PreparationofchemiluminescentmicellesCPMsandtheprincipleofH2O2imaging。2011年，IljaeLee等人[91]同样用PEG-PCL载体将该课题组合成的过草酸二丙基苯基酯与染料红荧烯包裹，制备了化学发光胶束。在添加33.3μM的过氧化氢之后在中，胶束表现出化学发光反应并发出与光致激发相同波长的光。结果表明，PCL-PEG胶束螯合过草酸盐和红荧烯在它们的疏水核，使它们能够响应过氧化氢进行化学发光反应。2018年，Zhou等人[92]制备了介孔二氧化硅包裹CPPO和染料的纳米粒子c-PIL@SiO2，拓宽了过氧化物化学发光成像载体的类型。在结构上，纳米探针由独特的两亲性聚（离子液体）核组成，用于负载H2O2响应试剂和介孔二氧化硅壳充当“外骨骼”，以提供亲水性。多元交替疏水离子液体核的亲水性纳米域增加了传质动力，从而提高了H2O2成像的灵敏度。RAW264.7巨噬细胞和小鼠炎症模型的实验表明c-PIL@mSiO2能够在细胞内和体内对H2O2进行成像。另一种常用于过氧化物纳米粒子包裹的载体是普朗尼克F127，它是美国FDA认证的可应用于人体的安全性高的药物载体。SujinCho等人[93]在2012年通过自组装的方法制备了HPOX胶束，它由F127包裹带有草酸二酯键结构的聚合物HPOX和荧光染料红荧烯组成，可以瞬间响应H2O2并呈现浓度依赖性效应，H2O2的检测浓度低至100nM。2019年，北京师范大学杨清正教授课题组[94]利用微乳法制备了一系列超分子聚合物化学发光纳米粒子，其发光性能可以通过光捕获策略进行有效调控，因其具有优异发光性能而成功应用于活细胞及活体的荧光成像，如Figure1.14所示。在此基础上，他们构建了基于该类纳米粒子的氧气发光探针以及可用于过氧化氢检测的化学发光探针，成功实现了肿瘤细胞过氧化氢过表达状态下的成像检测以及活体炎症部位的过氧化氢成像。文中所制备的纳米颗粒的亮度比市售量子点高约5倍，高亮度荧光的纳米粒子成功应用于体外和体内荧光和化学发光成像，显示出AIE纳米粒子卓越的成像性能。Figure1.14Schematicdiagramofsupramolecularpolymernanocapillaryanditsapplicationinchemiluminescenceimaging[94].参考文献[1] 陈越,郑军,谭潇.光动力疗法在肿瘤治疗中的研究进展[J].实用医学杂志,2019,35(16):2517-21.[2] DECKERS,GOTTLIEBJ,CRUZDL,etal.Percutaneousdilatationaltracheostomy(PDT)intraumapatients:asafeprocedure[J].EurJTraumaEmergS,2016,42(5):605-10.[3] LANDAG,BUKELMANA,KATZH,etal.EarlyOCTchangesofneuroretinalfovealthicknessafterfirstversusrepeatedPDTinAMD[J].IntOphthalmol,2009,29(1):1-5.[4] HUANGZ.PhotodynamictherapyinChina:Over25yearsofuniqueclinicalexperiencePartOne-Historyanddomesticphotosensitizers[J].PhotodiagnPhotodyn,2006,3(1):3-10.[5] UEBELHOERNS,DOVERJS.Photodynamictherapyforcosmeticapplications[J].DermatolTher,2005,18(3):242-52.[6] CHENGH,FANJH,ZHAOLP,etal.Chimericpeptideengineeredexosomesfordual-stagelightguidedplasmamembraneandnucleustargetedphotodynamictherapy[J].Biomaterials,2019,211(14-24.[7] WIEDERME,HONEDC,COOKMJ,etal.Intracellularphotodynamictherapywithphotosensitizer-nanoparticleconjugates:cancertherapyusinga'Trojanhorse'[J].PhotochPhotobioSci,2006,5(8):727-34.[8] LIX,ZHENGBD,PENGXH,etal.Phthalocyaninesasmedicinalphotosensitizers:Developmentsinthelastfiveyears[J].CoordinChemRev,2019,379(147-60.[9] MOANJ,PENGQ.Anoutlineofthehundred-yearhistoryofPDT[J].AnticancerRes,2003,23(5a):3591-600.[10] LIMRK,WEINSTOCKMA.PhotodynamicTherapyandMedicareExpenditures[J].JamaDermatol,2021,157(3):356-7.[11] JUZENIENEA,MOANJ.ThehistoryofPDTinNorwayPartII.RecentadvancesingeneralPDTandALA-PDT[J].PhotodiagnPhotodyn,2007,4(2):80-7.[12] MONTIM,MOTTAS.TemoporfinPDTpartialresponseofmultiplehead-and-neckskinepitheliomas:Implicationofwarfarin[J].JAmAcadDermatol,2012,66(4):Ab158-Ab.[13] MILLERJ.SecondgenerationdrugsandadditionalapplicationsofPDT[J].JChemEduc,1999,76(5):594.[14] EVTUSHENKOVA,SOLDATOVAN,VUSIKMV,etal.Treatmentofbasal-cellularskincancerandheavyconcomitantdiseasesbyaphotodynamictherapeuticmethodwithadyelaser"LITT-PDT"[J].ProcSpie,2008,6938[15] 江灿.改良ALA-PDT疗法治疗痤疮的有效性和安全性兔耳模型实验研究[D];泸州医学院,2014.[16] LIX,LEES,YOONJ.Supramolecularphotosensitizersrejuvenatephotodynamictherapy[J].ChemSocRev,2018,47(4):1174-88.[17] MOANJ,MALW,IANIV,etal.MechanismsandproceduresinPDT[J].SkinandEnvironment-PerceptionandProtection,Vols1and2,2001,641-7.[18] LOPESTZ,DEMORAESFR,TEDESCOAC,etal.BerberineassociatedphotodynamictherapypromotesautophagyandapoptosisviaROSgenerationinrenalcarcinomacells[J].BIOMEDPHARMACOTHER,2020,123[19] WANGY-Y,LIUY-C,SUNH,etal.TypeIphotodynamictherapybyorganic-inorganichybridmaterials:Fromstrategiestoapplicatio