Peptide modified manganese-doped iron oxide nanoparticles as a sensitive fluorescence nanosensor for non-invasive detection of trypsin activity in vitro and in vivo.
Peptide modified manganese-doped iron oxide nanoparticles as a sensitive fluorescence nanosensor for non-invasive detection of trypsin activity in vitro and in vivo.
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肽修饰的锰掺杂氧化铁纳米颗粒作为灵敏的荧光纳米传感器，用于体外和体内非侵入性检测胰蛋白酶活性
DOI：
10.1039/d0ra08171j
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发表时间：
2021-01-06
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Zhang H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fu Y;Liu L;Li X;Chen H;Wang Z;Yang W;Zhang H;Zhang H
本文中，已经提出了一种荧光开启纳米传感器（MnIO@pep-FITC），用于通过经由聚乙二醇（PEG）交联剂将胰蛋白酶（pep-FITC）的FITC修饰的肽底物共价固定在锰掺杂的氧化铁纳米颗粒（MnIO NP）表面来检测胰蛋白酶的体外和体内活性。pep-FITC与MnIO NP的缀合导致FITC荧光的淬灭。胰蛋白酶裂解后，FITC部分从MnIO NP表面释放，导致FITC荧光信号的显著恢复。在最佳实验条件下，FITC荧光强度的回收率与缓冲液中胰蛋白酶浓度在2 - 100 ng mL−1范围内呈线性关系，与溶胞液中胰蛋白酶浓度在5 × 102 - 1 × 104 HCT 116细胞/mL范围内呈线性关系。胰蛋白酶在缓冲液中的检测限为0.6 ng mL−1，或每mL HCT 116细胞裂解物中有359个细胞。MnIO@pep-FITC被成功地用于非侵入性监测超小（约100 μ g/ml）细胞中的胰蛋白酶活性。4.9 mm 3）BALB/c荷瘤裸鼠HCT 116肿瘤的活体荧光成像，表明该方法具有良好的实用性。
Herein, a fluorescence turn-on nanosensor (MnIO@pep-FITC) has been proposed for detecting trypsin activity in vitro and in vivo through covalently immobilizing an FITC modified peptide substrate of trypsin (pep-FITC) on manganese-doped iron oxide nanoparticle (MnIO NP) surfaces via a polyethylene glycol (PEG) crosslinker. The conjugation of pep-FITC with MnIO NPs results in the quenching of FITC fluorescence. After trypsin cleavage, the FITC moiety is released from the MnIO NP surface, leading to a remarkable recovery of FITC fluorescence signal. Under the optimum experimental conditions, the recovery ratio of FITC fluorescence intensity is linearly dependent on the trypsin concentration in the range of 2 to 100 ng mL−1 in buffer and intracellular trypsin in the lysate of 5 × 102 to 1 × 104 HCT116 cells per mL, respectively. The detection limit of trypsin is 0.6 ng mL−1 in buffer or 359 cells per mL HCT116 cell lysate. The MnIO@pep-FITC is successfully employed to noninvasively monitor trypsin activity in the ultrasmall (ca. 4.9 mm3 in volume) BALB/c nude mouse-bearing HCT116 tumor by in vivo fluorescence imaging with external magnetic field assistance, demonstrating that it has excellent practicability.
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