郑州大学屈凌波、李朝辉团队AHM：荧光碳点监测斑马鱼伤口愈合过程中极性变化

在本研究中，为了分析PPh-CDs对极性的响应效果，研究者向不同比例的1，4-二氧六环与水的混合溶液中，加入了等体积等质量浓度的碳点，以测量碳点的荧光强度与溶液的极化率Δf的关系（图2）。研究发现，极性越小，碳点的荧光越强，并且碳点在纯1，4-二氧六环中的荧光强度是在纯水中的509倍。同时，碳点的荧光强度与溶液的极化率Δf成线性。

图2. 碳点的光谱性质及对极性响应性能测试。

研究者通过碳点与溶酶体商染试剂共染发现PPh-CDs对溶酶体具有良好的靶向性。并且通过共聚焦成像正常状态及饥饿状态下细胞溶酶体中碳点的荧光强度实现了对细胞溶酶体极性变化的动态监测效果（图3）。

图3. PPh-CDs在细胞正常状态及饥饿状态下共聚焦成像图。

在以上实验基础上，科研人员研究了PPh-CDs对斑马鱼的成像效果及区分了胚胎斑马鱼与成熟斑马鱼的极性。结果如图4所示，PPh-CDs对斑马鱼具有较好的成像效果，且在发育过程中斑马鱼的极性较成熟时期的斑马鱼更小。

图4. PPh-CDs在斑马鱼发育过程中的共聚焦成像图像。

最后，科研人员通过对斑马鱼尾部截肢操作研究了斑马鱼在伤口愈合过程中极性的变化。结果如图5所示，斑马鱼伤口处的荧光强度随着时间增长而增加，并且在25分钟时达到最大值，其后随着时间增长荧光强度减弱。即伤口出现初期，极性不断减小，25分钟后极性增加。

图5. PPh-CDs监测斑马鱼伤口引发极性变化。

通过改变对苯二胺氨基上的取代基，制备了近红外极性敏感的PPh-CDs。其中苯环的引入增强分子的供电子能力并扩大了分子的电子共轭，从而增强了分子内的电荷转移，使PPh-CDs对极性表现出极高的敏感性。PPh-CD被成功地应用于监测活细胞在饥饿条件下溶酶体极性的变化，并对斑马鱼发育过程中的极性进行了成像。同时，本研究首次对斑马鱼伤口愈合过程中极性的动态变化进行了监测。实验表明，细胞极性的变化可以作为斑马鱼发育和伤口愈合过程的信号。这篇论文为利用极性敏感的CDs研究伤口愈合提供了重要的实验基础。

WILEY

论文信息：

Spying on the Polarity Dynamics during Wound Healing of Zebrafish by Using Rationally Designed Carbon Dots

Jingyu Hu, Ran Yang, Haoyue Qin, Yuanqiang Sun, Lingbo Qu, Zhaohui Li

Advanced Healthcare Materials

Advanced

Healthcare

Materials

期刊简介

该刊于2012年从Advanced Materials中独立出来单独成刊。期刊发表有关提升人类健康的材料、器件、技术等最新研究成果，具有国际化的交叉学科影响力。最新影响因子为9.933。

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