碳基纳米探针与细胞内pH成像/传感分析

【作者】 鄂爽； 海欣； 陈旭伟； 王建华；

【机构】 东北大学理学院分析科学研究中心；

【摘要】 在生命科学领域,细胞内pH的微小变化往往会引起系列生理过程的发生。正常生理活动中,细胞内pH可调控细胞的各种行为并在生理水平下保持平衡（pH 7.36-7.44）^[1]。当这种平衡被打破,例如当细胞pH值明显下降时,这种pH值异常可能导致细胞功能紊乱,并预示着癌症、中风、老年痴呆等严重疾病的发生[2-4]。因此,快速检测细胞内pH对探讨生命过程和预测疾病、病变具有重要的现实意义。以GO和叶酸为原料,在碱切割的条件下,借助于微波辅助的方法一步制备了叶酸包覆的GQDs（FA-GQDs）。FA-GQDs性质均一稳定,具有多重激发和发射位点,并在pH3-9范围内具有不同的pH响应,同时基于叶酸与癌细胞表面叶酸受体间紧密的结合性,实现了癌细胞的多色荧光成像及胞内pH值成像与传感分析。细胞器在细胞生命活动中起着至关重要的作用,而其功能又与pH环境密切相关[5,6]。通过调控碳点的表面化学性质调控,可实现细胞内溶酶体和内质网细胞器的定位以及它们的pH检测分析。以尿素和柠檬酸为原料,采用水热合成法制备了氨基功能化的碳点（ACDs）,然后ACDs表面引入疏水基团得到十二烷基功能化的碳点（LCDs）。细胞成像表明ACDs和LCDs分别定位于细胞内溶酶体和内质网。此外,两种CDs均对pH变化表现出积极响应,ACDs对pH的响应线性范围为4.0-5.4,LCDs的线性范围在6.2-7.2。根据两种CDs对pH的响应行为,成功实现了MCF-7细胞内溶酶体和内质网pH变化的传感分析。更多还原