近红外荧光探针实现糖尿病及其并发症小鼠中过氧化氢水平的检测

糖尿病是以高血糖为特征的代谢性疾病，目前全球约有4.2亿人患有糖尿病，到2040年将上升至6.4亿，糖尿病已成为全球重大的公共卫生问题。糖尿病常常伴随着并发症，如：糖尿病心脑血管病变、糖尿病肾病、糖尿病视网膜病变等，这些将会严重影响患者的身体健康和生活质量，甚至威胁患者生命。因此，找到合适的工具来检测糖尿病及其并发症对人类健康非常重要。

过氧化氢（H₂O₂）作为生物系统中的主要活性氧（ROS）之一，和氧化应激密切相关，在活细胞的信号转导中起着至关重要的作用。并且，细胞中H₂O₂的异常水平与许多疾病有关，包括癌症、衰老、神经退行性疾病、尤其是糖尿病。越来越多的证据表明，氧化应激引起的H₂O₂的大量产生是糖尿病及其并发症发生和发展的关键因素。因此，开发一种实时检测H₂O₂水平的分析方法，对于糖尿病及其并发症的诊断和治疗至关重要。近红外荧光探针具有灵敏度高，对生物组织的损伤小和适合活体成像等优势而备受关注，然而，用于糖尿病及其并发症的探针还鲜有报道。

近日，湘潭大学化学学院的李春艳教授（点击查看介绍）课题组报道了一个在糖尿病及其并发症小鼠中检测H₂O₂水平的近红外荧光探针（QX-B）。该探针以喹啉鎓-氧杂蒽染料作为荧光团，以硼酸酯作为H₂O₂的识别基团。与常见的近红外染料半花菁相比，该染料具有更长的发射波长和水溶性，有利于提高活体成像的质量。该探针对H₂O₂表现出较好的灵敏性和选择性。同时，由于探针的低细胞毒性，QX-B已被成功用于对HeLa、HCT116、4T1细胞以及斑马鱼中的外源性和内源性H₂O₂的实时成像。并且，充分利用近红外荧光的优势，QX-B被用于糖尿病小鼠中H₂O₂水平的成像检测。特别是，H&E染色实验表明糖尿病能引起小鼠的肾脏损害，进一步证实了糖尿病肾损伤的发生。该探针作为有效的检测工具，为糖尿病及其并发症的早期诊断和治疗提供了非常重要的信息。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是湘潭大学博士研究生王文新。

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Monitoring the Fluctuation of Hydrogen Peroxide in Diabetes and Its Complications with a Novel Near-Infrared Fluorescent Probe

Wen-Xin Wang, Wen-Li Jiang, Guo-Jiang Mao, Min Tan, Junjie Fei, Yongfei Li, Chun-Yan Li

Anal. Chem., 2021, 93, 3301-3307, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c05364

导师介绍

李春艳

https://www.x-mol.com/university/faculty/41623

http://hxxy.web.xtu.edu.cn:8081/teacher.aspx?id=147