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体内成像显示小鼠tau蛋白病模型中神经回路活动减弱
摘要： tau蛋白的病理改变在神经退行性疾病的出现和进展中起着重要作用。tau蛋白病以tau蛋白从神经元微管上脱离为特征，随后发生异常过度磷酸化、聚集和细胞分布改变。导致神经元功能障碍和退化的tau蛋白具体形式尚不明确。本研究采用携带额颞叶痴呆伴帕金森综合征相关P301S突变的人类tau蛋白转基因小鼠。这些小鼠易在脊髓和脑干形成纤维状tau蛋白包涵体，而皮层神经元主要受可溶性tau蛋白形式影响而非纤维状形式。我们通过局部注射预合成的合成tau蛋白纤维，诱导部分皮层神经元形成神经原纤维缠结。利用清醒小鼠的慢性体内双光子钙成像技术，首次追踪了单个含缠结神经元的活动，并与无缠结神经元在疾病进程中的活动进行比较。结果显示P301S小鼠第2/3层皮层神经元的钙瞬变频率显著降低，且与神经原纤维缠结存在与否无关。这些结果明确表明，在本研究的多数神经元中，可溶性突变tau蛋白形式具有损害作用。
关键词： 神经原纤维缠结、双光子成像、tau蛋白、成核作用、P301S小鼠
更新于2025-11-21 11:08:12
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基于FRET的近红外发射纳米粒子：由AIE发光体与近红外染料组成，用于双光子荧光成像
摘要： 基于荧光共振能量转移（FRET）的近红外纳米粒子（NPs）通过共包封红色聚集诱导发光（AIE）分子2-(4-溴苯基)-3-(4-(4-(二苯胺基)苯乙烯基)苯基)富马腈（TB）和商业近红外荧光染料硅2,3-萘酞菁双(三己基硅氧基)（NIR775），以及两亲性聚合物聚（苯乙烯-共-马来酸酐）（PSMA）制备而成。采用聚乙二醇（PEG）对PSMA@TB/NIR775纳米粒子表面进行修饰，以提高其体内生物相容性。该纳米粒子具有强近红外（780 nm）窄发射和优异的双光子吸收特性，同时表现出良好的单分散性、稳定性和低细胞毒性。在1040 nm飞秒激光激发下，获得TB分子的680 nm发射峰和经FRET过程激发的NIR775的780 nm发射峰。我们将PSMA@TB/NIR775 NPs作为荧光造影剂用于双光子激发近红外显微成像，实现了约150微米成像深度的小鼠脑部血管网络良好显影。这种通过共包封AIE分子与近红外染料的FRET策略，有助于开发更适合深层组织生物成像的窄发射近红外探针。
关键词： 双光子成像、FRET（荧光共振能量转移）、近红外发射、AIE（聚集诱导发光）、两亲性聚合物
更新于2025-09-23 15:22:29
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金双锥-二硫化钼核壳杂化纳米结构的协同类酶活性及其在双光子成像与抗癌治疗中的应用
摘要： 近年来，金基复合纳米材料联合疗法的概念被广泛采纳以开创抗癌治疗新途径。然而其协同抗癌效应尚未得到充分研究。本研究提出一种二硫化钼（MoS2）半导体包覆的金纳米双锥异质结构（AuNBPs@MoS2）作为智能纳米酶，用于抗癌治疗与双光子生物成像。该复合材料因其各向异性特性及MoS2的高电子密度，在激发下展现出显著增强的局域表面等离子体共振（LSPR）效应，从而实现活性氧物种（ROS - 1O2、˙OH）的优异原位光生成。实验证明，增强的光热转换与ROS生成的协同效应可提升AuNBPs@MoS2的抗癌效果。双光子发光（TPL）成像证实该材料成功内化于癌细胞，并实现了基于催化与光热疗法的同步抗癌治疗。本研究首次通过各向异性金纳米双锥与二维MoS2材料的创新组合，揭示了等离子体介导的高效抗癌治疗与成像新策略。
关键词： 局域表面等离子体共振、光热治疗、光动力治疗、金纳米双锥体、双光子成像
更新于2025-09-11 14:15:04
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玻璃体内AAV递送基因编码传感器实现视神经轴突的双光子成像与电生理同步检测
摘要： 少突胶质细胞对轴突的髓鞘化是中枢神经系统高效运作的关键特征。少突胶质细胞不仅能调节轴突传导速度，还被认为通过为所包裹的轴突提供代谢支持来维持其长期完整性。然而，髓鞘化少突胶质细胞如何影响轴突能量稳态仍知之甚少且难以研究。本文提供了一种结合电生理学与急性分离视神经双光子成像的方法，用于研究表达基因编码传感器的电活性髓鞘化轴突。我们证明玻璃体内腺相关病毒（AAV）载体递送是实现视神经轴突功能传感器表达的有效工具——通过测量AAV介导的传感器表达后轴突ATP动态即可验证。这种新方法无需繁琐地培育转基因小鼠品系，就能快速表达任何目标光学传感器以研究视神经轴突。在髓鞘化轴突中实现病毒介导的生物传感器表达，并结合神经记录与传感器成像技术，为探究少突胶质细胞支持功能、深入解析生理及病理条件下调控轴突能量稳态的细胞机制提供了强大方法。
关键词： 基因编码传感器、有髓轴突、玻璃体内AAV注射、ATP传感器ATeam1.03YEMK、视神经记录、双光子成像
更新于2025-09-10 09:29:36
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设计用于精准癌症治疗和快速临床诊断的发光钌前药
摘要： 通过减少抗癌药物的非特异性吸附和毒副作用，靶向给药系统的有效设计可提升其治疗效果。本研究设计了一种RGD肽功能化且具有生物响应性的钌前药（Ru-RGD），兼具癌症治疗与临床诊断功能。该前药能选择性递送至宫颈肿瘤部位以增强诊疗效果——其复合物中的苯并咪唑配体易受酸性环境影响，在抵达肿瘤微环境后发生配体置换并释放治疗药物。一光子与双光子激发产生的深红色发射光，拓展了Ru-RGD用于三维肿瘤球体深层组织成像的潜力。钌前药在肿瘤部位的特异性富集实现了体内精准肿瘤诊断与治疗。对38例临床患者标本的荧光染色显示：Ru-RGD在宫颈癌组织与正常组织中呈现结合能力差异，灵敏度达95%，特异性为100%。本研究为金属配合物在癌症治疗与临床诊断中的有效设计和应用提供了新思路。
关键词： 靶向药物递送、癌症诊疗、快速临床诊断、双光子成像、肿瘤微环境
更新于2025-09-10 09:29:36
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一种水溶性苯并噁唑基探针：通过双光子细胞成像原位反应实时监测PPi
摘要： 焦磷酸盐（PPi）在多种基本生理过程中发挥关键作用。本研究设计并合成了一种基于苯并噁唑的两光子吸收（TPA）"开-关-开"型荧光探针BN，该探针通过水相体系中Cu2?原位置换法检测PPi。通过质谱分析和理论计算验证了BN识别PPi的开-关-开过程，并成功应用于双光子细胞成像。
关键词： 荧光探针，苯并噁唑，LLCT与MLCT，双光子成像
更新于2025-09-09 09:28:46
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具有可调两亲性的BODIPY荧光膜探针
摘要： 质膜（PM）染色在生物成像中至关重要，它能界定细胞表面并提供有关细胞形态和状态的多种信息。本文通过逐步用两性离子和脂肪族基团组成的锚定基团对绿色发光BODIPY荧光团进行功能化修饰，合成了三种不同的两亲性染料。研究发现：含一个或三个锚定基团的BODIPY均无法有效染色质膜——单锚定衍生物因水溶性高而对质膜亲和力低，在水中呈现强荧光；三锚定BODIPY则在介质中强烈聚集并在结合质膜前沉淀。与之形成鲜明对比的是，含两个锚定基团的BODIPY（B-2AZ，MemBright-488）在水相介质中形成几乎无荧光的可溶性聚集体，该聚集体遇质膜后迅速解聚为明亮的分子态（量子产率0.92）。这种荧光生成响应特性使得该染料能在极低浓度（20 nM）下高效探测质膜，并在单光子及双光子激发显微镜中获得高信背比图像。B-2AZ对质膜的染色比市售荧光标记凝集素WGA更均匀。该染料成功应用于三维成像，既揭示了KB细胞间精细的隧道纳米管结构，也实现了球状体胶质母细胞瘤细胞的质膜染色。
关键词： 隧道纳米管、双光子成像、球状体、质膜探针、荧光生成探针
更新于2025-09-04 15:30:14