Nano Letters：时间分辨发光的镧系纳米探针——用于器官损伤的尿液诊断

合成生物标志物在体内疾病环境中被特定激活后释放到尿液中的尿液感应是一种新兴的诊断策略，以克服以前生物标志物检测的不敏感性。然而，要实现敏感和特异性的尿液光致发光（PL）诊断仍然是一个巨大的挑战。在此，通过利用二亚乙基三胺五乙酸（Eu-DTPA）的铕复合物作为合成生物标志物和设计可激活的纳米探针，报告了一种新的尿液时间分辨发光（TRPL）诊断策略。值得注意的是，增强剂中的Eu-DTPA的TRPL可以消除尿液中的背景PL，实现超灵敏的检测。通过使用简单的Eu-DTPA和Eu-DTPA整合的纳米探针，分别实现了对小鼠肾脏和肝脏损伤的敏感的尿液TRPL诊断，这是传统血液检测无法实现的。这项工作首次展示了镧系纳米探针在体内疾病激活的尿液TRPL诊断方面的探索，这可能会推动通过可定制的纳米探针设计对各种疾病进行无创诊断。

评估Eu-DTPA在AKI的尿液诊断中的实施情况。AKI发生后，肾功能将受到损害，同时GFR下降。因此，Eu-DTPA在AKI小鼠中的肾脏停留时间可能会延长，同时尿液清除率也会下降。因此通过腹腔注射顺铂（一种临床化疗药物，过量时可引起肾毒性，20mg/kg）建立AKI小鼠。H&E染色显示，在注射顺铂后48小时，肾小管上皮细胞和细胞碎片的形态变化，表明成功诱导了AKI。静脉注射Eu-DTPA后，随时间变化的尿液TRPL表明，AKI小鼠对Eu-DTPA的肾脏清除率变慢。在注射后4小时，AKI小鼠尿液中的TRPL信号被测量为比健康小鼠高12倍。

这与通过ICP-MS进行的尿液消除效率测试相一致。值得注意的是，在AKI小鼠尿液中，从2到24小时收集的PL图像更亮，而健康小鼠的PL只在注射后1和2小时看到，清楚地表明通过双模式TRPL分析和视觉检测对小鼠AKI的敏感诊断。同时，在AKI小鼠注射后24小时，Eu-DTPA的尿液清除效率被确定为80%以上，表明其肾脏清除效率高。

在静脉注射Eu-SNPs-PEG后的不同时间点收集尿液样本并进行TRPL检测。DILI小鼠尿液的TRPL强度在2至20小时内明显高于正常小鼠的TRPL强度。为了进一步简化诊断程序，在注射纳米探针后12小时内收集了全部尿液样本。这也可以绕过某个时间点的尿量的小范围波动。DILI小鼠的尿液TRPL强度明显高于健康小鼠，证明了DILI的尿液诊断是敏感的。为了证实尿液中的TRPL是由DILI小鼠肝脏中的ONOO-引起的，N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）治疗DILI小鼠，NAC通常被用作治疗DILI的药物，通过减少氧化压力。NAC治疗的DILI小鼠的尿液TRPL被发现与健康小鼠相似，证明受伤肝脏中的ONOO-是造成DILI小鼠标签释放和高尿液TRPL的原因。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c04849

转自：“NANO学术”微信公众号

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