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糖尿病診斷有新工具 近紅外熒光探針實現過氧化氫檢測
2021年03月10日 14:31:07
來源：化工儀器網 點擊量：8578
近年來針對糖尿病檢測的快速檢測方式不斷有研究成果出現，如檢測血液中相關的DNA標志物等。近日，湘潭大學化學學院的研究團隊開發了一種新的檢測方法。利用近紅外熒光探針（QX-B）檢測細胞內的過氧化氫（H2O2）水平。
【化工儀器網 項目成果】現代社會生產力的快速發展在提高人們生活水平的同時，也帶來各類健康隱患。與飲食習慣與生活方式改變有著密切關系的糖尿病已經成為現代人類常見的慢性病。糖尿病患者的數量在近幾十年來增幅驚人，而我國更是糖尿病的重災區。相關統計數據顯示，2020年，我國糖尿病患者總數約為1.298億，位居第一。同時每年死于糖尿病引發的各類并發癥的人數約83.4萬。糖尿病已經成為我國公共衛生領域面臨的巨大挑戰。
糖尿病對人體健康有著嚴重威脅，除了血糖超標之外，糖尿病往往伴隨著各類并發癥，如糖尿病腎病、糖尿病心腦血管病變等。作為一種慢性病，糖尿病不僅會威脅患者的健康甚至生命，降低生活質量，還需要昂貴的治療費用，對個人與醫療衛生體系造成巨大的負擔。對于糖尿病來說，越早發現就越容易控制，治療費用也越低，因此檢測對于控制與治療糖尿病有著重要意義。
近年來針對糖尿病檢測的快速檢測方式不斷有研究成果出現，如檢測血液中相關的DNA標志物等。近日，湘潭大學化學學院的研究團隊開發了一種新的檢測方法。利用近紅外熒光探針(QX-B)檢測細胞內的過氧化氫(H2O2)水平。
生物系統中的H2O2和氧化應激密切相關，在活細胞的信號轉導中有著關鍵作用。許多疾病都能夠使細胞中的H2O2水平異常，如癌癥、神經退行性疾病等，尤其是糖尿病。已經有很多證據表明糖尿病及其并發癥發生和發展與氧化應激引起的H2O2的大量產生關系密切。因此細胞內H2O2的水平也可以作為診斷糖尿病的關鍵指標。
近紅外熒光探針是一種直觀、原位的可視化觀測技術，具有樣品穿透性強、檢測靈敏度高、背景干擾低、對細胞損傷小等特點，在細胞內活性小分子成像檢測中有著較大的應用前景。研究團隊選擇近紅外熒光探針作為細胞內H2O2水平的檢測方式，并研發了一種新型的近紅外熒光探針QX-B。
該探針的熒光團為喹啉-氧雜蒽染料，響應基團為硼酸酯。當接觸到H2O2時，探針在772 nm處會產生較強(10倍)的近紅外熒光信號。該探針的優勢主要有以下幾點：1.喹啉-氧雜蒽染料的發射波長比常見的近紅外染料半花菁更長，水溶性也更強，有利于提高活體成像的質量。2.對H2O2有著很好的選擇性，受其他物質的干擾小。3.對細胞的毒性也較低。
在實際檢驗中，QX-B已經成功用于HeLa細胞、HCT116細胞、4T1細胞和斑馬魚的外源性以及內源性H2O2的實時成像。而且在以糖尿病小鼠作為對象的檢測中，QX-B不僅成功檢測出H2O2水平，還通過H&E染色實驗驗證了糖尿病能夠引起腎臟損害。這驗證了近紅外熒光探針在糖尿病檢測中的應用價值。
后記：
糖尿病患者的龐大基數以及快速的增長速度帶來了巨大的檢測需求。而目前糖尿病的快速檢測技術依然是一塊尚待開拓的領域。雖然目前已經有較多成果涌現，但是大規模應用的情況較少。這是一片前景廣闊的藍海。而開拓這篇藍海還需要更多的科研團隊繼續開發出具有較高應用價值的檢測技術與儀器。
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