Angew. Chem. Int. Ed. 活体脑中实时追踪和同时定量Cu+与Cu2+

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Angew. Chem. Int. Ed. 活体脑中实时追踪和同时定量Cu+与Cu2+

2021年09月08日阅读次数：次

原位链接：https://doi.org/10.1002/anie.202106193
铜离子的还原态（Cu⁺）和氧化态（Cu²⁺）是生命体中一对重要的活性物质。为了全面研究氧化应激病理机制、预防和治疗神经退行性疾病，在活体脑中对铜离子进行实时监测是解决问题的关键。本文设计构建了一种新型SERS传感微阵列，实现了活鼠脑中Cu⁺和Cu²⁺的同时定量检测和实时追踪。所发展的SERS探针表现出同时特异性识别Cu⁺和Cu²⁺的高选择能力，这归因于一种“双重识别”模式，即识别分子对特定离子的化学识别和反应产物的特征拉曼指纹图谱识别。此外，选择SERS光谱中不受Cu⁺或Cu²⁺浓度影响的峰作为内参比，可以在0.5-10 μM范围内对Cu⁺和Cu²⁺进行准确定量。随后利用该探针进一步研究了缺血状态下、细胞外Cu⁺和Cu²⁺浓度增加的机制，首次发现了三条可能的路径：（1）脑缺血使细胞去极化，引起NMDA受体激活，进而导致Cu⁺和Cu²⁺从神经元内释放到细胞外；（2）缺血导致活性氧的爆发和pH的降低，从而破坏了含铜蛋白结构并释放出游离态的Cu⁺和Cu²⁺；（3）缺血状态下、活性氧的产生伴随着Cu⁺转化为Cu²⁺。

这一研究成果近期发表在Wiley出版集团Angew. Chem. Int. Ed., 文章的第一作者是Jiaqi Liu，通讯作者为华东师范大学田阳教授。