LS&A: Разработан хиральный нанокомпозит для зондирования сероводорода

С развитием нанотехнологий создано много искусственных хиральных наноматериалов. Одно из их главных оптических свойств — это круговой дихроизм, CD, который используется как мощный метод зондирования.

По сравнению с другими аналитическими методами, CD-сигнал более чувствительный, но не позволяет провести визуализацию in-situ в естественных условиях.

Учёные создали хиральные нанокомпозиты, которые могут заменить недостающие материалы. Но некоторые из них легко разрушаются в сложных средах, что приводит к отклонениям в работе. Кроме того, есть проблема с низкой селективностью обнаружения из-за схожести помех со свойствами аналита. Поэтому разработка стабильных хиральных композитных наноматериалов для биомедицинской диагностики и детекции остаётся сложной задачей.

В новой работе, опубликованной в журнале Light: Science & Application, группа учёных под руководством профессора Гею Лу из Университета Цзилинь (Китай) разработала нанокомпозитный зонд UCNPs/Cu_xOS@ZIF. Он используется для двухрежимного зондирования H₂S и визуализации in vitro и in vivo.

В этом зонде апконверсионные наночастицы (UCNPs) и хиральные наночастицы Cu_xOS заключены в цеолитический лимидазолатный каркас-8 (ZIF-8).

Восстановление Cu_xOS с помощью H₂S меняет поглощение Cu_xOS и сигнал CD, что позволяет изменять сигналы UCL и CD зонда.

Учёные реализовали двухрежимное зондирование H₂S с помощью UCL/CD в лабораторных условиях. В то же время UCNPs позволяют визуализировать живые опухоли мышей-носителей.

Создание двухрежимных нанозондов UCNPs/Cu_xOS@ZIF делает хиральное зондирование более полезным для биологического обнаружения. Это даёт новую идею для применения многофункциональных хиральных наноматериалов в биомедицине.

Учёные разработали хиральный нанокомпозит UCNPs/Cu_xOS@ZIF. Благодаря этому композиту можно эффективно устранить влияние помех в среде обнаружения и высокоселективно обнаружить H₂S.

ZIF-8, который служит оболочкой для всего нанокомпозита, стабилизирует его и работает как молекулярное сито. Молекулы H₂S легко проникают внутрь ZIF-8, а другие молекулы остаются снаружи. Это позволяет в определённой степени устранить некоторые общие молекулярные влияния на зондирование.

Без инкапсуляции ZIF-8 вещества L-Cys, L-Lys и GSH могут влиять на сигналы UCL и CD зонда. Это плохо для оценки эффективности зондирования.

Идея сборки этого нанокомпозитного зонда может быть использована для создания других композитов. При разумном дизайне можно получить более разнообразные многофункциональные хиральные композиты. Это откроет новые возможности для применения хиральности в биосенсинге, биовизуализации и биотерапии.

03.10.2024