福大/北化Angew：温度激活的近红外荧光和SERS动态可逆探针，用于体内骨关节炎的长期评估

体内温度的异常波动通常反映了炎症性疾病的进展。无创、实时、准确地监测和成像体内温度变化有利于指导疾病的早期诊断和治疗，但目前仍难以实现。

在本研究中，福州大学杨黄浩教授、Lanlan Chen和北京化工大学宋继彬教授等人开发了一种温度激活近红外II荧光（NIR-II FL）和表面增强拉曼散射（SERS）纳米探针，用于长期监测大鼠关节炎的温度变化和及时评估骨关节炎的状态。作者将携带NIR-II FL染料的热敏聚合物接枝到纳米多孔芯卫星金纳米结构的表面上以形成纳米探针，其中纳米探针包含独立于温度变化的NIR-II荧光和拉曼参考信号。纳米探针的比率FL1150/FL1550和S1528/S2266值表现出随温度变化的可逆转换。因此，纳米探针可通过比率FL和SERS成像准确区分体内炎症关节与正常关节的温度变化，从而准确诊断炎症。同时，它可以在炎症发作和治疗期间长时间持续监测温度波动。研究认为，测试的温度变化趋势可作为早期诊断炎症和实时评估治疗效果的指标。相关工作以“Temperature-Activated Near-Infrared-II Fluorescence and SERS Dynamic-Reversible Probes for Long-Term Assessment of Osteoarthritis In Vivo”为题发表在Angew。

【文章要点】

如图1所示，为了开发温度响应型NIR-II FL和SERS成像纳米探针，用于长期监测大鼠关节炎的温度变化。作者通过将携带NIR-II FL染料（IR-1061）的热敏聚（N-异丙基丙烯酰胺-邻丙烯酰胺-邻丙烯酸）（pNIPAm-co-AAm-co-PAA）作为温控开关接枝到纳米多孔金（Au）纳米壳的表面上制备了纳米探针。pNIPAm-co-AAm-co-PAA-IR-1061的IR-1061可随着温度的升高而接近多孔Au壳。由于从IR-1061分子到Au壳的能量传递效应，IR-1061的FL信号被抑制，而1528cm^-1处的SERS信号被放大，导致FL 1150/FL1550显著降低，S1528/S2266比率增加。

图1 纳米探针制备

更重要的是，由于热敏聚合物的性质，温度敏感行为可以逆转。纳米探针的比率FL和SERS成像准确地检测了膝关节炎和正常膝关节之间的温差，结果与红外相机进行的温度测量结果一致，因此可以用于诊断炎症。同时，纳米探针显示，关节炎的温度在诱导后2天内升高了0.36°C，与4-12天相比，0-4天的升高趋势相对缓慢。此外，这一探针还实现了对关节炎治疗过程中体内动态温度变化的长期精确监测，温度变化趋势与炎症因子一致，因此可作为炎症早期诊断的指标（图2）。

图2 监测关节炎示意图

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202408792