Förster resonance energy transfer (FRET)-Labeled nanoprobe enables real-time diagnosis of pancreatic juice activation due to postoperative pancreatic fistula

ObjectivesPostoperative pancreatic fistula (POPF) subsequent to pancreatectomy often causes activation of pancreatic juice, resulting in serious complications. In POPF, the types of pancreatic juices found are active and inactive, and the identification of these two types of pancreatic juice greatly contributes to the development of postoperative management after pancreatectomy. This study reports favorable results of the clinical application of the Förster resonance energy transfer (FRET) nanoprobe that was independently developed to distinguish between the active and inactive types of pancreatic juice.MethodsThe FRET nanoprobe developed was a nanoprotein capsule. It exuded a red color when the capsule structure was maintained. When activated protease in the pancreatic juice acts on it, the capsules are reduced quantitatively and FRET is abolished, resulting in a change in color from red to green. Pancreatic juice activation can be measured by the FRET signal. A total of 117 drainage fluid samples from 16 postpancreatoduodenectomy cases were obtained and evaluated.ResultsThe diagnosis of pancreatic juice activation was possible using the FRET signal with a cut-off value of 1.6. Pancreatic juice activation was not associated with drainage fluid amylase (AMY) levels. The results demonstrated that pancreatic juice was activated when drainage fluid was infected.ConclusionThe use of a FRET nanoprobe enabled real-time detection of the presence or absence of pancreatic juice activation in pancreatic fistula after pancreatic surgery. There was an adequate correlation between infection and pancreatic juice activation regardless of drain AMY levels.     

Endoscopic molecular imaging of early gastric cancer using fluorescently labeled human H-ferritin nanoparticle

Optical imaging technologies improve clinical diagnostic accuracy of early gastric cancer (EGC). However, there was a lack of imaging agents exhibiting molecular specificity for EGCs. Here, we employed the dye labeled human heavy-chain ferritin (HFn) as imaging nanoprobe, which recognizes tumor biomarker transferrin receptor 1 (TfR1), to enable specific EGC imaging using confocal laser endomicroscopy (CLE). TfR1 expression was initially examined in vitro in gastric tumor cells and in vivo through whole-body fluorescence and CLE imaging in tumor-bearing mice. Subsequently, dye labeled HFn was topically applied to resected human tissues for EGC detection. CLE analysis of TfR1-targeted fluorescence imaging allowed distinction of neoplastic from non-neoplastic tissues (P?<?0.0001), and TfR1 expression level was found to correlate with EGC differentiation degrees (P?<?0.0001). Notably, the CLE evaluation correlated well with the immunohistochemical findings (κ-coefficient: 0.8023). Our HFn-nanoprobe-based CLE increases the accuracy of EGC detection and enables visualization of tumor margins and endoscopic resection.     

一种用于前列腺癌细胞体外检测生物导航纳米探针的制备

目的 制备一种用于对人前列腺癌PC3细胞进行体外检测的粒细胞靶向介导的磁性-荧光纳米探针.方法 制备以Fe3O4为核、表面包被siO2和异硫氰酸罗丹明的具有磁性且携带红色荧光的纳米材料,将其与正常人外周血粒细胞按不同比例混合,分别孵育不同时间以检测纳米材料对粒细胞的毒性.选择最佳比例将纳米材料和粒细胞体外结合,得到粒细胞靶向介导的磁性-荧光纳米探针;将PC3细胞与正常人全血细胞分别以不同比例混合,加入上述探针,于荧光显微镜下观察探针的靶向情况.结果 在实验所用的浓度和作用时间范围内,制备的纳米探针对粒细胞存活率无明显影响.镜下可见纳米探针在PC3细胞周围富集,形成“花瓣样”结构,而全血细胞周围无探针富集.结论 本研究制备的磁性-荧光纳米探针不会对粒细胞本身产生明显毒性,利用粒细胞对肿瘤细胞的生物靶向作用可使纳米探针有效地靶向检测肿瘤细胞.     

双色上转换纳米荧光探针在套细胞 淋巴瘤细胞靶向成像中的应用

目的 构建上转换纳米靶向探针，并探究其在特异性标记套细胞淋巴瘤细胞株中的应用价值，为 体内套细胞淋巴瘤的靶向诊断提供理论依据和指导。方法 采用H2O2 对NaYF4 ：Er3+ 和NaYF4 ：Yb3+，Tm3+ 上 转换纳米粒子表面进行氧化处理，使该粒子由最初的疏水性转变为亲水性；在NHS、EDC 的作用下，亲水性 的NaYF4 ：Er3+ 上转换纳米粒子与CD20 单克隆抗体共价结合，NaYF4 ：Yb3+，Tm3+ 上转换纳米粒子与CD5 单 克隆抗体共价结合；CD20 抗体-NaYF4 ：Er3+ 纳米粒子轭合物和CD5 抗体-NaYF4 ：Yb3+，Tm3+ 纳米粒子轭合 物的混合悬液与套细胞淋巴瘤细胞株室温下孵育2 h ；CD20 抗体-NaYF4 ：Er3+ 纳米粒子轭合物和NaYF4 ： Yb3+，Tm3+ 纳米粒子的混合悬液与套细胞淋巴瘤细胞株室温下孵育2 h ；NaYF4 ：Er3+ 纳米粒子和CD5 抗体 -NaYF4 ：Yb3+，Tm3+ 纳米粒子轭合物的混合悬液与套细胞淋巴瘤细胞株室温下孵育2 h ；未偶联有任何抗体 的NaYF4 ：Er3+ 和NaYF4 ：Yb3+，Tm3+ 上转换纳米粒子的混合液与套细胞淋巴瘤细胞株室温下孵育2 h ；使用配 备有980 nm 近红外激光的尼康Eclipse Ti-S 倒置荧光显微镜对各组细胞进行上转换成像，观察细胞表面上转 换荧光的强度。结果 实验组细胞表面释放出蓝、绿双色的上转换纳米荧光，但通过观察3 组对照实验，细胞表 面却仅分别释放出单一的绿色荧光、蓝色荧光以及未见任何荧光。结论 上转换纳米粒子与CD20 或CD5 抗体 成功共价偶联，可以对套细胞淋巴瘤细胞株进行特异性标记、成像。     

纳米金探针液相杂交法检测核酸序列依赖扩增产物诊断侵袭性曲霉病

目的建立纳米金探针液相杂交法检测核酸序列依赖扩增(nucleic acid sequence-based amplification,NASBA)产物,用于快速诊断侵袭性曲霉病(IA)。方法采用NASBA扩增曲霉菌属特异性18S rRNA保守序列,扩增产物与5'端经巯基化俢饰的特异性纳米金探针进行液相杂交,用该法检测106例临床血液标本(14例确诊,32例拟诊,60例未感染IA),并与GM试验结果进行比较以评价该方法的准确性。结果纳米金探针只与曲霉菌属菌株的NASBA产物出现阳性杂交反应,而其他非曲霉菌均为阴性。NASBA-纳米金液相杂交法检测106例临床标本的敏感性和特异性分别为82.61%(38/46)、81.67%(49/60),ROC曲线下面积(AUC~(ROC))为0.890。GM试验检测的敏感性和特异性分别为56.52%(26/46)和83.33%(50/60),AUCROC为0.723。结论 NASBA-纳米金液相杂交技术检测曲霉菌感染具有敏感性高、特异性强、操作简单的特点,适合实验室常规开展。     

铁死亡纳米探针在肿瘤治疗中应用的研究进展

铁死亡是新发现的一种异于凋亡形式的细胞死亡形式，是一种新型的铁依赖型程序性细胞死亡的过程。铁死亡与脂质过氧化和铁离子代谢密切相关。近年来已经开发出许多纳米探针结合铁死亡疗法来进行肿瘤治疗。其构建的主要思路是通过增强肿瘤细胞内芬顿反应与消耗谷胱甘肽（glutathione，GSH）或者使谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）失活导致氧化损伤两种途径。本文将对使用铁死亡纳米探针在肿瘤治疗中的最新研究进展及应用进行综述。     

超pH敏感荧光纳米探针的pH转变点对其肿瘤成像效果的影响

在荧光引导的肿瘤手术治疗中,基于肿瘤偏酸性微环境而设计的超pH敏感(ultra-pH sensitive, UPS)荧光纳米探针具有实时、超高灵敏度和适用于多种肿瘤等多重优势,而受到广泛关注。超pH敏感探针在高pH环境下处于“OFF”状态,在低pH环境下转变成“ON”状态,发出强烈荧光,并可通过结构设计精确控制其pH转变点(transition pH point, pH_t)。目前已报道的UPS纳米探针具有良好成像效果,然而由于肿瘤微酸环境的复杂性,尚不清楚UPS纳米探针的pH_t对其肿瘤成像效果的影响。在本研究中,通过调节UPS聚合物中疏水性嵌段的结构,分别合成pH_t为4.5、6.2、6.6和7.8的UPS纳米探针。动态光散射检测显示,合成的UPS纳米探针在“OFF”状态下具有良好的稳定性。透射电子显微镜检测表明,该纳米探针粒径均一且形态完整。体外的成像效果检测显示,其都能够较为灵敏地响应pH的变化,在环境pH t时被激活,发出强烈荧光。体内小动物活体成像结果表明, pH_t     

硫化铅量子点辅助近红外二区荧光成像技术在活体应用中的研究进展

近红外二区（NIR-Ⅱ, 900～1 700 nm）的光相较于传统可见光（400～700 nm）和近红外一区（NIR-Ⅰ, 700～900 nm）的光,波长更长,生物组织内传播时散射更小。因此,NIR-II荧光成像技术在活体生物组织内具有深层穿透能力和高时空分辨率成像等优点。发射NIR-II荧光的纳米探针备受研究者们的关注,其中硫化铅（PbS）量子点凭借尺寸可调、波段可调、易被修饰和量子产率高等优势成为生物医学活体成像的研究热点,如心脑血管和肿瘤等多种疾病的动物造影实验。本文介绍PbS量子点的荧光特性和合成方法,概述NIR-II窗口下PbS量子点基于多种物质的修饰,在胃肠道、血管、肿瘤、淋巴结等生物活体组织内荧光成像的应用,为探索该成像模式下未来发展潜力做铺垫。     

纳米分子影像学在静脉血栓栓塞中的诊疗研究进展

静脉血栓栓塞(VTE)包括肺栓塞(PE)和深静脉血栓形成(DVT),是全世界最常见的心血管疾病之一,造成了巨大的社会经济负担。临床常以抗血栓治疗为主,由于抗血栓治疗与凝血及溶血系统有关,因此这种治疗方式有极高的出血风险,需要对病程进展进行严格的监控,但现有的手段不能完全满足未来临床精准医疗的需要。分子影像学能反映疾病分子层面的信息,通过影像手段,对血栓靶向纳米探针进行定量监测,对疾病的亚型精准诊断并提供个性化治疗。本综述介绍了近年来纳米分子影像学在VTE中的诊疗研究进展,有望为VTE的诊治提供新的思路。