2020年3月，药学院教工党支部佟晓永同志、胡萍萍同志等在《ACS Biomater Sci Eng》发表题为“Multifunctional Single-Layered Graphene Quantum Dots Used for Diagnosis of Mitochondrial Malfunction-Related Diseases”的研究论文。
监测细胞中ATP的变化是对线粒体疾病患者进行早期诊断的关键。近年来，由于其生物学意义，各种分析方法如多肽、寡核苷酸适配子、荧光探针、暗场成像和发光分析已被开发用于ATP的体内外测定，但这些方法大多具有操作复杂，成本高和耗时长的缺点。并且这些探针通常具有细胞毒性，缺乏靶向性，且光稳定性差，这极大地限制了它们的应用。
为了解决以上问题，重庆大学药学院佟晓永同志和胡萍萍同志带领的团队构建了多功能单层石墨烯量子点(s-GQDs)，具有线粒体靶向效应，并选择性地与ATP发生反应。用聚乙烯亚胺(PEI)缩合苝四羧酸酐(PTCDA)，得到了具有绿色荧光的s-GQDs。它能够特异性靶向线粒体，并可作为一种良好的荧光示踪剂用于监测生物系统中细胞内ATP的波动。
合成的s-GQDs具有均匀的球形形貌、良好的单分散性和显著的荧光猝灭信号，荧光猝灭的程度由s-GQDs与ATP的量决定并且他们之间具有良好的线性关系，表明s-GQDs具有作为生物成像探针检测细胞内ATP的潜力。
综上所述：本研究构建的具有绿色荧光的新型s-GQDs和ATP表现出很强的结合亲和力。此外，由于静电相互作用，s-GQDs具有良好的线粒体靶向能力，能够实时监测生物系统线粒体ATP动态。表明s-GQDs是研究线粒体功能障碍相关疾病的良好探针，具有进一步应用于线粒体疾病早期临床诊断的潜能。关于s-GQDs的应用和原理还需做更深入的研究，但这项工作突出了s-GQDs作为能量代谢和线粒体疾病的细胞示踪剂的潜力。
该工作得到国家自然基金、国家自然科学基金青年基金、重庆市基础与前沿研究计划、中央高校基本科研业务费等项目支持。
论文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33455364/
责任编辑：王亚平
