近日，新利luck在线·（中国）有限公司官网化学化工学院细胞化学湖南省重点实验室和湖南师范大学化学化工学院合作在刺激响应性荧光纳米探针的构建及生物传感应用方面取得了重要进展。相关研究成果于2022年2月1日在线发表于化学学科国际顶刊Angewandte Chemie，入选期刊VIP论文（Very Important Paper），并被期刊官媒作新闻（News）报道。

受精及胚胎发育是生命活动的起始，在此过程中，由受精卵分化出胚胎干细胞，并逐渐发育成高度有序的组织结构进而形成器官。H₂S_n作为活性硫分子（RSS）大家族中的一员，具有抗氧化、细胞保护及氧化还原信号传导等功能。受精卵及胚胎发育过程中H₂S_n浓度的高低及波动情况，将直接影响的组织结构和器官的形成。但胚胎发育过程中，因氧化磷酸化的能量转化过程中，所产生大量的活性氧分子（ROS），导致胚胎发育过程中H₂S_n含量比正常细胞中的含量低且波动较大。因此，受精及胚胎发育中化学活性物质H₂S_n的灵敏监测仍然是一挑战。

作者基于在荧光探针及激活式载体方面的研究基础，首先设计和合成了H₂S_n刺激响应的聚合物胶束载体，通过信号转换设计和信号单元标记，构建了H₂S_n刺激响应的荧光纳米信标。纳米信标进入胚胎细胞后，其被内源性H₂S_n激活后，释放荧光染料，染料与猝灭剂脱离后荧光信号恢复，实现信号放大，且染料可与胞浆蛋白结合，进一步实现荧光信号大幅度增强，从而达到二次信号放大。聚合物纳米信标通过两次信号放大模式展现出极高的灵敏度，从而实现对胚胎发育过程中的H₂S_n进行荧光成像。

以斑马鱼胚胎发育为模型，发现受精卵内H₂S_n浓度较低，随着发育的进行（2.5 hpf），胚胎中荧光强度逐渐增强，表明H₂S_n浓度升高。但原肠胚期（6 h）后，荧光强度开始降低，其中体节期荧光强度降低至50%，并逐渐达到平稳，H₂S_n在胚胎发育初期达到峰值，而后随着发育过程逐渐降低。与已有报道斑马鱼原肠胚期H₂O₂浓度最大而成熟体组织中浓度较低的结论相对比，证明了H₂S_n在抗氧化、保护正常生理发育等过程中发挥重要作用。

图1：荧光纳米信标成像胚胎发育阶段H₂S_n浓度波动示意图。

图2：斑马鱼胚胎发育阶段H₂S_n荧光成像图（左）及荧光强度对比图（右）

作者从刺激响应性载体、探针装载、信号转换、重要活性分子荧光监测开展了系统研究，不仅首次通过原位荧光信号揭示了内源性H₂S_n在胚胎发育阶段的浓度变化情况、为多重生理发育过程中H₂S_n的研究开辟了新的路径，而且为探针递送提供了新的刺激响应性工具、将促进纳米探针或医药制剂的靶向递送，促进荧光纳米探针在分析化学、生物医学等领域的研究。

论文第一通讯单位为新利luck在线·（中国）有限公司官网化学化工学院，第一作者为新利luck在线·（中国）有限公司官网化学化工学院细胞化学湖南省重点实验室周怡波博士，通讯作者为杨盛、卿志和和杨荣华教授。Angewandte Chemie 创刊于1887年，目前的影响因子为15.3，是国际顶级化学期刊之一。细胞化学湖南省重点实验室聚焦于化学、生物前沿，力争在分子水平和纳米尺度构建光学探针，发展生物传感新原理和新方法，实现细胞生化信息的高效获取，为分析化学、生物医学等学科的发展做出贡献，对生理、病理诊疗研究具有重要科学研究价值和社会意义。近年来，在Angewandte Chemie、Analytical Chemstry、Chemical Science等权威期刊上发表了一系列研究成果，提高了新利luck在线·（中国）有限公司官网化学、生物等学科在相关领域的影响力，推动了化学、生物等学科建设与发展，为新利luck在线·（中国）有限公司官网“双一流”建设做出应有贡献。

论文信息：Yibo Zhou, Zhengxuan Gu, Changhui Liu, Sheng Yang*, Xiaofei Ma, Qiaoshu Chen, Yanli Lei, Ke Quan, Juewen Liu, Zhihe Qing*, Ronghua Yang*. A Polymeric Nanobeacon for Revealing Hydrogen Polysulfides Fluctuation during Fertilization and Embryonic Development. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202114504.

全文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202114504

附：近年来细胞化学湖南省重点实验室取得的代表性研究进展：

[1]Zhen Zou, Zhihe Qing*, Ronghua Yang*,et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 22970-22976.

[2] Lifang Chen, Shuohui Xing, Zhihe Qing*, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2021,60, 23534-23539.

[3] Fengzhou Xu, Taiping Qing, Zhihe Qing*. Nano Today 2021, 36, 101021-101042.

[4] Zhihe Qing*, Jingyuan Xu, Ronghua Yang*, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 11574-11585.

[5] Zhihe Qing, Guoyan Luo, Ronghua Yang*, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 14044-14048.